Mengenal Atmosfer Bumi dan Lapisan-lapisannya

tirto.id - Pengertian atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti Bumi dan terikat karena adanya gaya gravitasi. Pada planet lain pun terdapat lapisan gas yang menyelimuti, walau dengan komposisi yang berbeda dari Bumi.

Fungsi atmosfer adalah melindungi permukaan dan menjaga ekosistem udara suatu planet, demikian dilansir srgi.big.go.id. Untuk atmosfer di planet Bumi, tingginya mulai dari 0 hingga 800 km dan terdiri dari lima lapisan yakni troposfer, stratosfer, lapisan mesosfer, termosfer, dan lapisan eksosfer.

Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17 persen) dan oksigen (20.97 persen), dengan sedikit argon (0.9 persen), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357 persen),uap air, dan gas lainnya.

Troposfer

Lapisan pertama ini memungkinkan manusia dan makhluk hidup lainnya bernapas. Terdapat beberapa senyawa kimia di dalamnya yakni karbondioksida dan uap air. Adanya perubahan cuaca dan iklim terjadi di troposfer.

Tinggi dari troposfer adalah 0-12 km dari permukaan Bumi. Karena menjadi lapisan dasar, maka troposfer juga menjaga kestabilan udara di planet Bumi.

Kegunaan lapisan troposfer:

• Memunculkan berbagai fenomena alam seperti angin kencang, hujan deras, awan tebal disusul dengan petir, dan lainnya.
• Menghasilkan lapisan pembatas tropopause, yakni lapisan penyeimbang yang menghubungkan dengan atmosfer di atasnya yang lebih tinggi. Tropopause ini sifatnya konstan karena unsur oksigen maupun karbondioksida sudah tidak lagi ada. Makhluk hidup tak bisa tinggal lama di dalamnya.
• Suhu lapisan gas yang berbeda-beda. Disebabkan bentuk planet yang bulat, maka tinggi lapisan atmosfernya juga berbeda-beda. Di daerah kutub, tinggi troposfer hanya sekitar 8 km sehingga memiliki suhu kelembaban udara berkisar -46 derajat celcius. Di iklim sedang suhunya -50 derajat celcius dengan tinggi troposfer 11 km. Di garis ekuator, tingginya 16 km dan bersuhu sekitar -50 derajat celcius.

Keadaan suhu lapisan troposfer tidak bisa seimbang, walau fungsi lapisan ini adalah menyeimbangkan suhu atau temperatur. Contohnya, suhu di pegunungan akan berbeda dengan suhu di daerah pantai.

Setiap lapisan di atmosfer memiliki sub/bagian lapisan yakni:

• Lapisan berjarak 0-1 km disebut planet air.
• Lapisan berjarak 1-8 km disebut lapisan konveksi (perputaran udara).
• Lapisan berjarak 8-12 km disebut lapisan tropopause yakni tanpa udara.

Stratosfer

Ini adalah lapisan gas kedua yang berisi ozon (O3) saja. Lapisan tersebut berfungsi melindungi dari gelombang radiasi ultraviolet yang berbahaya bagi kulit manusia.

Hal yang perlu diingat bahwa ozon (O3) bisa rusak dan menipis apabila polusi udara berlangsung masif, ditambah lagi dengan penebangan pohon dan hutan tidak terkendali. Letak lapisan ini berjarak 35 km dari permukaan Bumi.

Ozon penting bagi Bumi karena cahaya matahari yang penuh ultraviolet tidak akan langsung menembus ke permukaan planet kita, melainkan akan diserap dulu oleh lapisan ini. Dengan begitu global warming dapat dicegah atau diperlambat.

Namun, belakangan ini lapisan ozon rusak pada beberapa tempat sehingga sinar ultraviolet masuk tanpa tersaring. Hal itu berbahaya bagi kesehatan manusia sebab sinar ultraviolet memicu kanker kulit.

Lapisan pembatas stratosfer menuju ke lapisan yang lebih tinggi disebut dengan stratopause. Stratopause memiliki suhu relatif stabil yakni sekira 5 derajat celcius.

Stratosfer memiliki sub bagian yakni:

• Lapisan isotherm;
• Lapisan panas;
• Lapisan campuran teratas.

Mesosfer

Mesosfer adalah lapisan yang berada di ketinggian 50 km – 75 km dari permukaan Bumi. Suhu di lapisan ini turun mencapai 0,4 derajat Celcius per 100 meter. Saat meteor atau benda luar angkasa masuk ke wilayah ini, maka akan terbakar dan diurai menjadi debu.

Mengapa benda seperti meteor akan hancur, karena suhu yang tidak stabil di Mesosfer yakni mulai dari 10 derajat Celcius hingga -120 derajat Celcius.

Terdapat lapisan pembatas atau lapisan peralihan yang disebut Mesopause, yang kondisinya juga tidak terdapat udara di dalamnya.

Termosfer (Ionosfer)

Di termosfer terjadi ionisasi partikel-partikel sehingga memberi efek perambatan atau pemantulan gelombang radio frekuensi rendah atau tinggi. Letaknya ada di ketinggian 80 km – 100 km dari permukaan Bumi. Fenomena aurora terjadi di lapisan ini.

• Bagaimana terjadinya aurora?

Dilansir laman sumber.belajar.go.id, proses ionisasi pada partikel/molekul mengakibatkan terjadinya berbagai reaksi penambahan dan pengurangan elektron, yang menimbulkan cahaya berwarna-warni. Cahaya ini dapat dilihat dari Bumi yang disebut dengan aurora.

Suhu di lapisan termosfer atau ionosfer berkisar 40 derajat Celcius hingga 1232 derajat Celcius. Karena adanya proses ionisasi, maka lapisan termosfer bermuatan listrik.

• Pemantulan gelombang radio

Lapisan ionosfer ini dimanfaatkan untuk memantulkan gelombang radio panjang ataupun pendek pada sub lapisan Kennelly dan Appleton, oleh perusahaan media televisi dan radio. Lapisan termosfer terdiri atas sub lapisan:

• Kennelly Heavyside atau lapisan E, ada di ketinggian 100 km - 200 km;
• Appleton atau lapisan F, ada pada ketinggian 200 km - 400 km;
• Atom ada pada 400 km - 800 km;

Eksosfer

Jarak lapisan eksosfer ke permukaan Bumi adalah di atas 800 km – 3260 km. Di sini terjadi berbagai interaksi antar gas di luar angkasa. Pengaruh gravitasi di lapisan ini juga rendah.

Muncul cahaya redup di eksosfer akibat unsur hidrogen yang sangat sedikit jumlahnya. Cahaya ini dikenal sebagai cahaya zodiakal dan gegenscherin.

Munculnya zodiakal dan gegenscherin adalah hasil dari refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik.

Suhu di lapisan eksosfer paling panas dibanding lapisan sebelumnya, mencapai 2.200 derajat Celcius. Lapisan ini disebut juga ruang antarplanet dan geostasioner.