A.
Atmosfer dan Kandungannya
1.
Pengertian Atmosfer
Lapisan udara
yang melindungi bumi disebut atmosfer[1].
Atmosfer juga melindungi manusia dari sinar matahari dan meteor-meteor.
Keberadaan atmosfer memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam. Atmosfer
yang menutupi bumi dan menjerat panas sehingga lebih lambat bergerak ke ruang
angkasa dan mengurangi angin udara pada malam hari. Atmosfer bumi sangatlah
berpengaruh bagi kehidupan manusia, selain sebagai pelindung bumi dari panasnya
matahari, atmosfer juga mempunyai dampak negatif dalam kehidupan, terutama
dalam hal pelaksaan rukyat al-hilal[2].
Atmosfer bumi
merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan padat dan cair pada bumi.
Selubung itu membentang ke atas (vertikal) sejauh beratus-ratus kilometer, dan
akhirnya bertemu dengan medium antar planet yang berkerapatan rendah dalam sistem
tata surya, yang sebaliknya dapat dianggap sebagai perluasan korona matahari[3].
Wilayah
Indonesia dikenal dalam terminologi ilmu atmosfer dengan nama Benua Maritim (the
Maritime Continent). Istilah ini pertama kali dikemukakan oleh
Ramage (1968) yang
menunjukkan luasnya wilayah Indonesia seperti benua, tetapi
didominasi oleh air (laut), dan juga dibatasi oleh dua samudera (Hindia dan
Pasifik) serta dua benua Asia di utara dan Australia di selatan. Dengan kondisi
seperti itu, maka atmosfer di sebagian besar
wilayah Indonesia relatif
basah hampir sepanjang
tahun, akibat banyaknya kandungan
uap air yang terbentuk, sehingga mempermudah terbentuknya kumpulan
awan-awan kumulonimbus (Cb)
yang dikenal dengan istilah
Super Cloud Cluster (SCC) yang
menunjukkan besarnya
perubahan energi yang
terjadi sebagai dasar
penggerak dari sirkulasi permukaan bumi secara keseluruhan (global
circulation). Energi inilah yang menggerakan faktor-faktor pengendali
sistem iklim di wilayah Indonesia dan sekitarnya.[4]
2.
Komposisi Atmosfer
Bumi merupakan
salah satu planet yang ada di tata surya yang memiliki selubung yang
berlapis-lapis. Selubung bumi tersebut berupa lapisan udara yang sering disebut
dengan atmosfer. Atmosfer terdiri atas bermacam-macam unsur gas dan di dalamnya
terjadi proses pembentukan dan perubahan cuaca dan iklim. Atmosfer melindungi
manusia dari sinar matahari yang berlebihan dan meteor-meteor yang ada. Adanya
atmosfer bumi memperkecil perbedaan temperatur siang dan malam.
Atmosfer
penting bagi kehidupan di bumi, karena tanpa atmosfer maka manusia, hewan, dan
tumbuhan tidak dapat hidup. Atmosfer juga bertindak sebagai pelindung kehidupan
di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya
panas ke ruang angkasa pada malam hari[5].
Atmosfer adalah
lapisan gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bumi oleh gaya
gravitasi bumi. Campuran gas ini dinamakan udara[6].
Udara adalah campuran berbagai unsur dan senyawa kimia. Beberapa ahli filsafat
Yunani dahulu menganggap bahwa udara merupakan unsur utama, terdiri dari zat
dasar yang tak dapat dibagi lagi menjadi unsur pokok yang merupakan usul semua
benda[7].
Atmosfer terisi
oleh partikel-partikel halus dan ringan dari tiga kelompok bahan yakni gas
(udara kering dan uap air), cairan (butir-butir air atau awan) dan aerosol
(bahan pada debu) ketiga bahan tersebut memiliki massa yang berbeda satu sama
lain dan tersebar dalam berbagai ketinggian yang membentuk susunan yang mirip
pengendapan di atmosfer. Partikel yang ringan berada di atas partikel yang
berat sehingga semakin mendekati permukaan bumi jadi kerapatan partikel di
atmosfer meningkat.
Proses
pendinginan dan pemanasan bumi berubah menurut waktu dan tempat sehingga
perubahan atmosfer pun akan berubah. Akibatnya, tekanan dan kerapatan serta
lapisan atmosfer berbeda-beda antara siang dan malam baik musim dingin maupun
di musim panas. Serta di daerah perairan atau daratan dan dataran rendah maupun
tinggi[8].
Atmosfer
terdiri dari 3 macam partikel halus dan ringan diantaranya adalah udara kering,
uap air dan aerosol.
1. Udara Kering
Pada lapisan atmosfer terkandung berbagi macam gas berdasarkan
volumenya, ini merupakan kandungan dalam udara kering, udara kering mencakup
96% dari volume atmosfer, sedangkan gas yang paling dominan pada lapisan
atmosfer adalah nitrogen berkisar 78%.
GAS
|
LAMBANG
|
VOLUME
|
Nitrogen
|
N2
|
78.08
|
Oksigen
|
O2
|
20.95
|
Argon
|
Ar
|
0.93
|
Karbondioksida
|
CO2
|
0.0340
|
Neon
|
Ne
|
0.0018
|
Helium
|
He
|
0.00052
|
Ozon
|
O3
|
0.00006
|
Hydrogen
|
H2
|
0.00005
|
Krypton
|
Kr
|
0.00011
|
Metan
|
CH4
|
0.00015
|
Xenon
|
Xe
|
Kecil
sekali
|
Tabel 3.1. Komposisi rata-rata udara kering[9].
Dari tabel di atas di atas dapat dilihat bahwa prosentase nitrogen
dan oksigen sudah meliputi 99.03% dari udara kering. Sedangkan komposisi
lainnya hanya sebagian kecil, walaupun kecil tetapi komposisi lain berguna
dalam kehidupan di bumi seperti ozon dan kaarbon dioksida.
Berikut gas yang bermanfaat bagi kehidupan di bumi melalui
atmosfer:
a.
Nitrogen
Nitrogen yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari peluruhan
sisa-sisa hasil pertanian dan letusan gunung berapi, sedangkan pengeluaran
nitrogen dari atmosfer disebabkan oleh proses biologis dalam tumbuh-tumbuhan
dan kehidupan di laut. Nitrogen akan dibentuk menjadi nitrogen oksida oleh
petir dan oleh pembakaran suhu tinggi di dalam mesin kendaraan bermotor dan
pesawat terbang. Sehingga kadar nitrogen menjadi konstan.
b.
Oksigen
Oksigen dihasilkan dari proses fotosintesis pada tumbuhan. Pada
proses ini dedaunan menyerap karbon dioksida dan mengeluarkan oksigen. Oksigen
diambil dari atmosfer melalui proses pernafasan manusia, dan juga proses
peluruhan bahan organik.
c.
Ozon
Ozon adalah lapisan gas yang molekulnya terdiri dari tiga atom
oksigen. Keberadaan oksigen sangat penting dalam kehidupan walaupun volemenya
di atmosfer sedikit. Ozon berasal dari terbelahnya molekul oksigen di bawah
pengaruh radiasi ultraviolet menjadi atom oksigen, atom oksigen hasil belahan
ini masing-masing kemudian bertumbukan dan bergabung dengan molekul oksigen
lain membentuk ozon.
Senyawa yang mencemari atmosfer dan merupakan akibat aktivitas
manusia adalah klorofluorokarbon (chlorofluorocarbon, CFC). Senyawa ini
merupakan penyebab utama penipisan lapisan ozon.[10]
d.
Karbondioksida
Karbon dioksida yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari proses
alami maupun buatan. Proses alami berasal dari pernafasan manusia dan peluruhan
bahan organik sedangkan buatan berasal dari pembakaran hutan maupun asap
pabrik. Sedangkan kandungan karbondioksida yang paling banyak dikeluarkan
atmosfer adalah melalui fotosintesis yaitu 30% dari karbon dioksida di dunia tiap tahun.[11]
2. Uap Air
Kandungan uap air yang berada di atmosfer mudah berubah menurut
arah (vertical horizontal) maupun waktu[12].
Kandungan uap air ini bergantung pada kandungan air di permukaan bumi. Uap air
pada atmosfer berasal dari kondensasi air dalam bentuk hujan atau melalui
curahan lain. Uap air di atmosfer dapat menyerap radiasi matahari maupun
radiasi bumi sehingga berpengaruh terhadap suhu udara.[13]
3. Aerosol
Aerosol adalah pertikel yang ukurannya lebih besar dari molekul,
cukup kecil sehingga bisa melayang di dalam atmosfer. Partikel ini dapat berupa
padat dan cair, misalkan debu, garam laut, sulfat dan nitral[14].
Komposisi normal aerosol di atmosfer terdiri dari;
Debu 20%
(daerah kering)
Kristal garam 40%
(pecahan ombak lautan)
Asap 05%
(cerobong pabrik, pembakaran)
Lain-lain 25%
(mikro organisme)
Ketinggian jelajah aerosol dan periode keberadaannya di atmosfer
tergantung pada massanya, pemanasan dan pendinginan di permukaan bumi, serta
angin.[15]
3.
Struktur dan Lapisan Atmosfer
Gejala
yang terjadi di atmosfer sangat banyak dan beragam. Pada lapisan bawah angin
berhembus, angin terbentuk, hujan dan salju jatuh, dan terjadilah musim panas
dan musim dingin. Semua ini merupakan gejala yang lazim terjadi yang sering
disebut cuaca. Atmosfer bumi merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan
padat dan cair pada bumi. Selubung ini membentang ke atas sejauh beratus-ratus
kilometer, dan akhirnya bertemu dengan medium antar planet yang berkerapatan
rendah dalam sistem tata surya. Atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas
permukaan tanah sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi.
Atmosfer
bumi dapat dibagi menjadi beberapa lapisan, pembagian lapisan atmosfer
dilakukan berdasarkan variasi suhu vertikal[16].
Di Bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas
permukaan Bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut
fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu
dengan yang lain berlangsung bertahap[17].
Studi
tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena
pembiasan sinar matahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan
peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, sehingga dapat
memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer beserta fenomena-fenomena
yang terjadi di dalamnya.
Adapun
lapisan-lapisan Atmosfer adalah sebagai berikut :
1.
Troposfer
Lapisan
ini berada pada level yang terendah, campuran gasnya paling ideal untuk
menopang kehidupan di bumi. Dalam
lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang
dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer
yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari
permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin, tekanan dan kelembaban
yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Suhu udara pada permukaan air laut
sekitar 27 derajat Celsius, dan
semakin naik ke atas, suhu semakin turun dengan laju penurunan sebesar 6,5º C
tiap kilometer. Sehingga setiap kenaikan 100 m suhu berkurang 0,61 derajat
Celsius (sesuai dengan Teori Braak). Pada lapisan ini terjadi peristiwa cuaca
seperti hujan, angin, musim salju, kemarau, dan sebagainya. Lapisan inilah yang
menopang kehidupan manusia.[18]
2.
Stratosfer
Perubahan
secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11
km. Suhu di
lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu
-70° F atau sekitar -57° C Pada lapisan
ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Lapisan
ini juga merupakan tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di
lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi
pada lapisan ini. Lapisan ini banyak mengandung ozon walaupun kadar ozon di
atmosfer hanya berkisar 6 x 10-7, walaupun hanya sebagian kecil
namun peranan ozon sangat penting yaitu melindungi bumi dari radiasi sinar
ultraviolet.[19]
3.
Mesosfer
Lapisan
udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan
ketinggian hingga lapisan keempat. Udara yang di sini akan mengakibatkan
pergeseran berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu
yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi terbakar lapisan ini. Kurang
lebih 25 mil atau 40km ( 50-80 km) di atas permukaan bumi, saat suhunya
berkurang dari 290 K hingga 200 K, terdapat lapisan transisi menuju lapisan
mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, hingga
menjadi sekitar -143° C (dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih
81 km di atas permukaan bumi).[20]
4.
Termosfer
Transisi
dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. lapisan ini
berada di atas mesopause sampai pada ketinggian 650 km. lapisan ini terkadang
dinamai ionosfer, karena pada lapisan ini gas-gas akan mengalami ionisasi.
Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada
lapisan ini yaitu sekitar 1982° C. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi
sinar ultra violet. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk
lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang
dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini
berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh[21].
Eksosfer
adalah lapisan bumi yang terletak paling luar. Pada lapisan ini terdapat
refleksi cahaya matahari
yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya
matahari yang dipantulkan tersebut juga dikenal sebagai
cahaya Zodiakal.
[2] Usaha
melihat aatau mengamati hilal di tempat terbuka dengan mata bugil atau
peralatan pada sesaat matahari terbenam menjelang bulan baru kamariah. Apabila
hilal bisa dilihat maka malam itu dan keesokan harinya tanggal satu untuk bulan
berikutnya. Apabila hilal tidak berhasil dilihat, maka malam itu dan keesokan
harinya merupakan hari ke 30 untuk bulan yang sedang berlangsung. Lihat
Muhyddin Khazin, Kamus Ilmu Falak, op. cit. hlm. 69
[3] Morris
Neiburger, Understanding our Atmospheric environment, Ardina Purbo.
“Memahami Lingkungan Atmosfer Kita”, Bandung: ITB Bandung, 1995, Edisi II, hlm.
30.
[5] Bayong
Tjasyono, Ilmu Kebumian dan Antariksa,
cet. III Bandung : Remaja Rosdakarya, 2009 Hlm. 115
[6] Susilo Prawirowardoyo, Meteorologi,
Bandung: Penerbit ITB, 1996, hlm. 1
[7] Morris
Neiburger, loc.cit. Edisi II
[8] Handoko (ed), Klimatologi
Dasar, Jakarta: Dunia Pustaka Jaya, 1995, Edisi kedua, hlm. 13
[9] Susilo
Prawirowardoyo, op. cit., hlm, 1.
[10] Benyamin
lakitan, Dasar-dasar Klimatologi, Jakarta: Rajawali Pers, 1994, hlm. 9.
[11] Susilo
Prawirowardoyo, op. cit., hlm, 3.
[12] Handoko, op. cit., hlm 15.
[13] Susilo
Prawirowardoyo, op. cit., hlm, 4.
[14] ibid
[15] Handoko, op.cit.,
hlm. 16
[16] Morris
Neburger, op.cit. hlm. 33.
[17] Benyamin Lakitan, op.cit. hlm.10
[18] Susilo
Prawirowardoyao,op.cit., hlm. 5
[19] Handoko, op.cit.,
hlm. 20
[20] Morris
Neburger, op.cit. hlm. 34.
[21] Benyamin
Lakitan, op.cit., hlm. 11-12.
[22] Ibid,
hlm. 12.
0 komentar:
Post a Comment