Mendeskripsikan sifat-sifat fisik atmosfer

A. Atmosfer
Dalam kehidupan sehari-hari, istilah atmosfer biasa dikenal sebagai udara yang berada di sekitar kita dengan ketinggian hingga ± 1.000 kilometer. Atmosfer terbentuk sewaktu Bumi ini tumbuh, gas-gas yang terjebak di dalam planetesimal tadi lepas sehingga menyelimuti bola Bumi. Lama-kelamaan, gas oksigen dilepaskan oleh tumbuhan pertama di Bumi sehingga udara di atmosfer purba bertambah tebal hingga saat ini. Atmosfer sangat dibutuhkan bagi kehidupan di Bumi ini. Udara merupakan sumber daya alam yang digunakan oleh semua makhluk hidup di Bumi untuk bernapas. Bahkan, kita terlindungi dari batu meteor-meteor yang hendak jatuh ke Bumi karena atmosferlah batu-batu meteor tersebut tidak jatuh ke Bumi. Selain itu, atmosfer juga mempunyai peranan mengatur keseimbangan suhu agar tidak terlalu panas pada siang hari dan tidak terlalu dingin pada malam hari.
Selain atmosfer mengandung gas-gas, seperti neon, helium, hidrogenium, krypton, dan xenon. Di atmosfer juga terdapat persenyawaan seperti uap air, ozon, gas CO2 dan NH3
Atmosfer mempunyai beberapa sifat antara lain sebagai berikut :
a. Tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak dapat dirasakan kecuali bentuk angin.
b. Dinamis dan elastis atau dapat mengembang atau mengerut.
c. Transparan terhadap beberapa bentuk radiasi.
d. Mempunyai berat sehingga memiliki tekanan.
a. Karakteristik Lapisan Atmosfer
Atmosfer terdiri atas banyak lapisan. Tiap lapisan mempunyai karakteristik yang berbeda-beda.
Lapisan-lapisan atmosfer adalah :
1) Troposfer
Lapisan ini mempunyai ketebalan yang berbeda-beda di tiap wilayah di atas Bumi. Di atas kutub, tebal lapisan ini sekitar 9 km. Semakin dekat dengan daerah khatulistiwa lapisan ini semakin tebal hingga mencapai 15 km. Perbedaan ketebalan ini disebabkan oleh rotasi Bumi, akibatnya terjadi perbedaan kondisi cuaca antara kutub dan khatulistiwa. Yang istimewa, lapisan ini menjadi tempat terjadinya proses-proses cuaca, seperti awan, hujan, serta proses-proses pencemaran lainnya. Pada lapisan ini tinggi rendahnya suatu tempat di permukaan Bumi berpengaruh terhadap suhu udaranya. Hal ini mengikuti hukum gradien geothermis, yaitu semakin tinggi (tiap kenaikan 1.000 meter) suatu tempat di permukaan Bumi, temperatur udaranya akan turun rata-rata sekitar 6°C di daerah sekitar khatulistiwa. Peralihan antara lapisan troposfer dengan stratosfer disebut tropopause.
2) Stratosfer
Lapisan di atas tropopause adalah lapisan stratosfer. Di lapisan ini tidak berlaku hukum gradien geothermis karena semakin tinggi posisi di tempat ini, suhu akan semakin naik. Hal ini disebabkan kandungan uap air dan debu hampir tidak ada. Karakteristik yang menarik pada lapisan ini adalah adanya lapisan ozon yang sangat bermanfaat bagi kehidupan kita. Ozon melindungi manusia dari radiasi sinar ultraviolet. Keberadaan ozon sekarang ini semakin menipis karena adanya pencemaran dari gas CFC (Chloroflourocarbons). Di atas lapisan stratosfer terdapat lapisan stratopause yang merupakan lapisan peralihan antara stratosfer dan mesosfer.
3) Mesosfer
Lapisan ini merupakan tempat terbakarnya meteor dari luar angkasa menuju Bumi sehingga lapisan ini merupakan lapisan pelindung Bumi terhadap benturan benda atau batuan meteor. Di atas lapisan mesosfer terdapat lapisan mesopause yang merupakan lapisan peralihan antara mesosfer dan termosfer.
4) Termosfer
Lapisan di atas mesopause adalah lapisan termosfer. Pada lapisan ini terdapat aurora yang muncul kala fajar atau petang. Lapisan ini penting bagi komunikasi manusia karena memantulkan gelombang radio ke Bumi sehingga gelombang radio pendek yang dipancarkan dari suatu tempat dapat diterima di bagian Bumi yang jauh.
5) Eksosfer
Lapisan ini merupakan lapisan terluar yang mengandung gas hidrogen dan kerapatannya makin tipis sampai hampir habis di ambang angkasa luar. Cahaya redup yaitu cahaya zodiakal dan gegenschein muncul pada lapisan eksosfer yang sebenarnya merupakan pantulan sinar matahari oleh partikel debu meteor yang banyak jumlahnya dan bergelantungan di angkasa.
b. Cuaca dan Iklim
Cuaca adalah keadaan udara pada suatu saat dan pada suatu tempat atau daerah yang sempit. Sedangkan iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada suatu wilayah yang relatif luas dengan waktu yang relatif lama. llmu yang mempelajari tentang cuaca disebut meteorologi, sedangkan ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi. Kondisi cuaca harian diamati oleh suatu lembaga yang disebut Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG),
Perbedaan Cuaca dan Iklim
Unsur-unsur cuaca dan iklim antara lain sebagai berikut.
a.
b. Suhu udara
Suhu udara diukur dengan termometer. Kertas yang berisi catatan tentang suhu disebut termogram. Faktor-faktoryang mempengaruhi suhu udara antara lain sebagai berikut :
1) Sudut datangnya sinar matahari.
2) Jarakdari laut.
3) Tinggi suatu tempat.
Semakin tinggi letak suatu tempat maka suhu udara semakin rendah, Garis-garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai rata-rata suhu udara sama disebut isoterm.
c. Tekanan udara
Tekanan udara berbeda-beda bergantung pada tempat dan waktu. Besarnya tekanan udara dinyatakan dengan milibar (mb). Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer.
Garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang bertekanan udara sama disebut isobar.
d. Angin
Angin adalah aliran udara dari tempat satu ke tempat yang lain. Angin mempunyai arah dan kecepatan. Untuk rnengetahui arah angin digunakan bendera angin atau kantong angin. Alat untuk mengukur kecepatan angin disebut anemometer.
Hasil catatan anemometer disebut anemogram. Satuan kecepatan angin adalah km/jam atau knot.
e. Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah kandungan uap air dalam udara. Alat untuk mengukur kelernbaban udara disebut higrometer. Kelembaban udara dinyatakan dengan satuan gram per meter kubik (g/m3).
f. Curah Hujan
Berubahnya uap air menjadi butir-butir air dan jatuh ke permukaan bumi.
Sesuai dengan unsur-unsur iklim maka hal yang berkaitan dengan lokasi, seperti letak garis lintang, tinggi tempat, dan sifat wilayah dapat menentukan iklim dan cuaca. Berdasarkan letak garis lintang dan lokasi wilayah yang semakin menjauhi garis khatulistiwa atau semakin mendekati daerah kutub, maka iklim dan udaranya semakin dingin. Berdasarkan letak garis lintang, iklim di muka bumi dapat diklasifikasikan menjadi empat tipe. Klasifikasi ini disebut klasifikiasi iklim matahari, antara lain sebagai berikut
1) Iklim Tropik terletak di daerah antara 231/2° LU – 23 1/2° LS.
2) Iklim Subtropik terletak antara 23 1/2 ° – 35°, baik LU maupun LS.
3) Iklim Sedang terletak antara 351/2° – 66 1/2 °, baik LU maupn LS.
4) Iklim Dingin terletak antara 66, 1/2° – 90°, baik LU maupun LS.
Atas dasar klasifikasi iklim di atas, Indonesia termasuk wilayah beriklim tropik.
c. Tipe-Tipe Hujan
Hujan merupakan proses lanjutan dari naiknya massa udara/awan. Uap air yang terkandung dalam awan tersebut akan berubah menjadi butir-butir air yang besar dan akhirnya jatuh ke Bumi. Proses terjadinya hujan dan besarnya curah hujan tidak sama antara daerah yang satu dengan daerah yang lain. Wilayah yang memiliki curah hujan yang sama pada suatu peta ditunjukkan oleh garis isohyet. Berdasarkan proses terjadinya, hujan dibedakan menjadi sebagai berikut :
1) Hujan Orografis
Hujan ini terjadi karena udara yang membawa uap air dari laut dipaksa naik oleh adanya pegunungan. Wilayah yang tidak turun hujan di sisi lain gunung atau pegunungan dikenal dengan sebutan daerah bayangan hujan.
2) Hujan Zenithal
Hujan zenithal terjadi karena adanya pertemuan arus konveksi yang membawa uap air di daerah khatulistiwa. Dengan adanya pertemuan dua arus konveksi menyebabkan tabrakan dan kedua massa udara naik ke atas.
Hujan Orografis Hujan Zenithal
3) Hujan Frontal
Hujan frontal terjadi karena pertemuan dua massa udara yang berbeda suhunya. Perbedaan suhu ini menyebabkan massa udara yang panas dipaksa naik ke atas. Jumlah curah hujan dalam sebulan dapat digunakan untuk menentukan bulan basah, bulan sedang, dan bulan kering. Bulan basah terjadi jika dalam satu bulan jumlah curah hujannya lebih dari 100 mm, bulan sedang jika dalam satu bulan jumlah curah hujannya 60–100 mm, dan bulan kering jika dalam satu bulan jumlah curah hujannya kurang dari 60 mm.
Di Indonesia curah hujan tertinggi terdapat di daerah Kranggan. Daerah ini terletak di lereng barat Gunung Slamet. Curah hujannya ± 8.305 mm/ tahun. Daerah yang lain adalah Tenjo, dekat Baturaden, Jawa Tengah. Jumlah curah hujannya ± 7.069 mm/tahun.
Hujan Frontal
Curah hujan paling sedikit terdapat di Palu, ibu kota Sulawesi Tengah. Curah hujannya dalam satu tahun ± 547 mm. Daerah lainnya adalah Asembagus, Jawa Timur. Curah hujannya dalam satu tahun ± 886 mm.
d. Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Suhu Udara
Dapat kamu bayangkan saat kamu pergi ke pegunungan kemudian ke pantai, pasti akan kamu rasakan adanya perbedaan suhu. Berdasarkan gradien geothermis, suhu memang akan berubah seiring dengan perubahan ketinggian tempat. Perubahan suhu udara berdasarkan perbedaan ketinggian ini dapat dihitung dengan rumus Mock berikut :
T = 0,006 (x – x ) . 1° C
Keterangan :
T = Selisih suhu udara antara lokasi 1 dengan lokasi 2 (°C).
x1= Tinggi tempat yang diketahui suhu udaranya (m).
x2= Tinggi tempat yang dicari suhu udaranya (m).
Jika selisih suhu udara ( T) tandanya negatif untuk mengetahui suhu
udara yang dicari, suhu udara yang telah diketahui dikurangi dengan T.
Jika T tandanya positif untuk memperoleh nilai suhu udara yang kamu
cari, suhu udara yang telah diketahui dijumlahkan dengan nilai T.
Contoh:
Kota A memiliki ketinggian 5 m di atas permukaan air laut. Rata-rata
suhu udara kota A 28°C. Berapakah rata-rata suhu udara kota B yang memiliki ketinggian 215 m di atas permukaan air laut?
Penyelesaian:
Diketahui:Ketinggian kota A = 5 m dpal.
Ketinggian kota B = 215 m dpal.
Rata-rata suhu udara kota A = 28° C
Ditanyakan: Rata-rata suhu udara kota B?
Jawaban:
T = 0,006 (X1 – X2) × 1° C
= 0,006 (5 – 215) × 1° C
= –1,2
Jadi, suhu udara kota B adalah 28° C – 1,2° C = 26,8° C.
Dengan perhitungan menggunakan rumus Mock di atas dapat disimpulkan bahwa setiap kenaikan 100 meter ke arah puncak gunung, suhu udaranya akan turun sebesar 0,6°C.
e. Jenis-jenis Angin
Perubahan siang dan malam menyebabkan perbedaan penerimaan sinar matahari. Hal ini pulalah yang menyebabkan perbedaan suhu (temperatur) di berbagai tempat di permukaan Bumi termasuk di daratan dan lautan. Suhu yang tinggi mempunyai tekanan udara yang lebih rendah. Sementara itu, suhu yang rendah memiliki tekanan udara yang tinggi. Perbedaan inilah yang menyebabkan terjadinya angin.
a. Angin Lokal
1) Angin Darat dan Angin Laut
Angin Darat Angin Laut
Pada saat siang hari daratan lebih cepat panas daripada lautan, sementara itu pada malam hari daratan lebih cepat dingin dari lautan. Perbedaan suhu ini akan mempengaruhi tekanan udara antara darat dan laut. Pada siang hari tekanan udara daratan lebih rendah daripada lautan sehingga udara bergerak dari laut ke darat dan disebut angin laut. Sebaliknya, pada malam hari tekanan udara daratan lebih tinggi daripada lautan sehingga udara bergerak dari darat ke laut dan disebut angin darat.
2) Angin Lembah dan Angin Gunung
Pada malam hari puncak gunung lebih cepat dingin daripada lembah. Sementara itu, pada siang hari puncak gunung lebih cepat panas daripada lembah. Perbedaan suhu udara antara puncak gunung serta lembah ini akan mempengaruhi tekanan udaranya dan akhirnya akan mempengaruhi kondisi angin yang bertiup. Pada malam hari tekanan udara di puncak gunung lebih tinggi daripada lembah sehingga angin bertiup dari puncak gunung ke lembah dan disebut angin gunung. Sebaliknya, pada siang hari tekanan udara di puncak gunung lebih rendah daripada di lembah, akibatnya angin bertiup dari lembah ke puncak gunung dan disebut angin lembah.
Angin Lembah Angin Gunung
3) Angin Fohn
Angin fohn merupakan kelanjutan dari proses terjadinya hujan orografis. Setelah terjadi hujan di salah satu sisi lereng gunung, angin yang sudah tidak membawa uap air ini tetap meneruskan embusannya menuruni sisi lereng gunung yang lain. Oleh karena sifatnya yang kering, tumbuhan yang dilaluinya menjadi layu sehingga berdampak negatif pada usaha pertanian.
Di Indonesia penyebutan angin fohn berbeda-beda antara satu daerah dengan daerah lainnya. Penyebutan itu antara lain:
a) Angin brubu di Sulawesi Selatan.
b) Angin bohorok di Deli (Sumatra Utara).
c) Angin kumbang di Cirebon (Jawa Barat).
d) Angin gending di Pasuruan dan Probolinggo (Jawa Timur).
e) Angin wambrau di Papua.
Terjadinya Angin Fohn
4) Angin Siklon dan Angin Antisiklon
Angin siklon dan angin antisiklon antara belahan Bumi utara dan selatan arahnya berbeda. Perhatikan gambar di samping. Dari gambar tersebut bagaimana pendapatmu mengenai angin siklon dan antisiklon, baik di belahan Bumi utara ataupun belahan Bumi selatan? Angin siklon merupakan udara yang bergerak dari beberapa daerah bertekanan udara tinggi menuju titik pusat tekanan udara rendah di bagian dalam. Sementara angin antisiklon bergerak dari daerah pusat tekanan udara tinggi menuju tekanan udara rendah yang mengelilinginya di bagian luar. Gerakan arah angin ini berputar. Di daerah tropis, angin siklon sering terjadi di laut. Penyebutan angin siklon di beberapa daerah berbeda-beda di antaranya sebagai berikut :
a) Hurricane, yaitu angin siklon di Samudra Atlantik.
b) Taifun, yaitu angin siklon di Laut Cina Selatan.
c) Siklon, yaitu angin siklon di Teluk Benggala dan Laut Arab.
d) Tornado, yaitu angin siklon di daerah tropis Amerika.
e) Sengkejan, yaitu angin siklon di Asia Barat.
2) Angin Muson/Musim
Angin muson yang terjadi di Indonesia ada dua, yaitu angin muson barat dan angin muson timur. Angin muson barat terjadi pada bulan Oktober–April. Pergerakan angin muson barat yang kaya uap air mengakibatkan sebagian besar wilayah Indonesia mengalami musim hujan. Saat itu kedudukan Matahari berada di belahan Bumi selatan. Nah sampai di sini, tentu kamu tahu daerah-daerah yang bertekanan udara tinggi dan tekanan udaranya rendah serta ke mana arah pergerakan angin muson barat.
Angin muson timur terjadi pada bulan April–Oktober. Angin muson timur yang bersifat kering mengakibatkan sebagian besar wilayah Indonesia mengalami musim kemarau. Saat itu kedudukan Matahari berada di belahan Bumi utara. Daerah manakah yang bertekanan tinggi dan rendah? Selanjutnya Klik Uji kompetensi…pada latihan