SOAL
1. Jelaska Jelaskan n defin definisi isi dari dari atmos atmosfer fer ! 2. Jelaska Jelaskan n kompos komposisi isi peny penyusu usun n atmosf atmosfer er ! 3. Jelask Jelaskan an pera perana nan n atmos atmosfer fer ! 4. Jelaska Jelaskan n polut polutan an preim preimer er dan dan sekund sekunder er ! 5. Jelaska Jelaskan n sifat-s sifat-sifat ifat atmosfe atmosferr ! 6. Jelaskan Jelaskan ciri khas: troposfer, troposfer, stratosfe stratosfer, r, mesosfer, mesosfer, dan termosfe termosferr ! 7. Jelaskan Jelaskan proses proses pembentuk pembentukan an dan penguraian penguraian dan dan kegunaan kegunaan gas gas ozon ozon ! 8. Jelaska Jelaskan n peran peranan an uap uap air air terhada terhadap p cuaca cuaca ! 9. Jelask Jelaskan an ten tentan tang g aero aeroso soll ! JAWABAN
1. Defi Defini nisi si atmo atmosf sfer er Atmosfer taerdiri dari kata atmos yang berarti uap dan sphaira yang berarti bola. Atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi bumi, terdiri atas campuran gas yang memungkinkan kehidupan di bumi dan melindungi bumi dari benturan meteor, sinar kosmik dan radiasi. Atmosfer termasuk bagian bumi. Karena pengaruh gaya berat, maka atmosfer berputar atau berotasi bersamasama sama bumi bumi seti setiap ap hari, hari, serta serta bere bereda darr meng mengel elil ilin ingi gi mata mataha hari ri setia setiap p tahu tahun n (berevolusi). Udara yang terkandung dalam atmosfer merupakan campuran dan kombinasi dari gas, debu dan uap air. Atmosfer berguna untuk melindungi makhluk hidup yang yang ada di muka bumi karena membantu menjaga stabilitas suhu udara siang dan malam, menyerap radiasi dan sinar ultraviolet yang sangat berbahaya bagi manusia dan makhlu makhluk k bumi bumi lainny lainnya. a. Tebal Tebal atmosf atmosfer er mancap mancapai ai kuran kurang g lebih lebih 1.000 1.000 km. Semakin tinggi lapisan udara, tekanannya semakin rendah. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan terse tersebu but. t. Tran Transi sisi si anta antara ra lapisa lapisan n yang yang satu satu deng dengan an yang yang lain lain berl berlan angs gsun ung g bertahap. 2. Kompos Komposisi isi penyus penyusun un atmosf atmosfer er Atmosfe Atmosferr bumi bumi terdiri terdiri dari dari berbag berbagai ai kompon komponen en gas, gas, kompon komponen en gas penyusun atmosfer bumi dapat dilihat pada tabel berikut:
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Unsur Kimia Nitrogen Oksigen Argon Karbondioksida Neon Helium Kripton
8. 9. 10. 11
Methan Xenon Nitrous oksida Hidrogen
Lambang N2 O2 Ar CO2 Ne He Kr CH4
Xe N 2O H2
Volume (%) 78.08 20.95 0.93 0.035 0.0018 0.00015 0.00011
0.00017 0.00005 0.00005 0.00005
Gas penyus penyusun un atmosfe atmosferr Bumi Bumi memili memiliki ki banyak banyak manfaat manfaat untuk untuk kehidu kehidupan pan manusia antara lain: a. Nitrogen
Meru Merupa paka kan n unsu unsurr gas gas yang yang pali paling ng besar besar pros prosen entas tasen enya ya di atmosfer. Gas nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan tanaman. Gas nitrogen sering juga digunakan sebagai bahan dasar industri pupuk b. Oksigen
Oksige Oksigen n merupa merupakan kan unsur unsur gas yang yang sangat sangat diperlu diperlukan kan untuk untuk pernafasan manusia dan mahluk hidup lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Komposisi oksigen dalam atmosfer mencapai 21%, oksigen terdapat di perairan terutama perairan laut dangkal dan di daratan sampai batas ketinggian tertentu di atas permukaan air laut, semakin tinggi temp tempat at suatu suatu wila wilaya yah h dari dari perm permuk ukaan aan air air laut, laut, lapi lapisan san oksig oksigen enny nyaa semakin semakin tipis. Karena ada oksigen oksigen kita dapat bernafas, menyalakan menyalakan lilin dan lainnya. c. Argon
Argon simbolnya Ar, merupakan elemen gas terbesar ke tiga di atmosfer Bumi setelah unsur gas nitrogen dan oksigen. Nama elemen Argon, diambil dari bahasa Yunani Argos unani Argos yang artinya tidak aktif, karena Argon tidak mudah ber-reaksi dengan elemen lain. Argon digunakan bersama dengan gas Neon dalam industri listrik untuk mengisi lampu neon. Gas Argon berwarna biru. Lampu neon yang diisi dengan Gas Argon lebih hemat listrik dibandingkan lampu listrik biasa.
d. Karb Karbon ondi diok oksi sida da (CO (CO2)
Karbondioksida merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau dan gas asam yang ringan. Karbondioksida disebut juga gas asam karbon, molekulnya terdiri dari 1 atom karbon dan 2 atom oksigen, disimbolkan CO2. Karbondioksida sering disebut udara campuran. Beberapa manfaat Gas Karbondioksida : •
Karbondioksida digunakan untuk memproduksi Sodium Carbonat Na2CO3, sodium sodium bikarbonat bikarbonat NaHC0 3 dan bahan kimia lainnya yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.
•
Gas Gas Karb Karbon ondi diok oksid sidaa bers bersifa ifatt tidak tidak muda mudah h terb terbak akar ar dan dan dapa dapatt melokalisir panas, itu sebabnya digunakan sebagai pengisi tabung pemadam kebakaran.
•
Gas Karbondioksida dibutuhkan dalam pernafasan dan fotosintesis tumbuhan.
Kandun Kandungan gan Karbon Karbondio dioksi ksida da dalam dalam jumlah jumlah yang yang banyak banyak di atmosf atmosfer er dapat menyebabkan polusi udara sehingga menimbulkan gangguan pada pernafasan mahluk hidup, misalnya sesak nafas pada manusia. e. Neon
Neon adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan non reaktif. Neon termasuk gas mulia seperti halnya Gas Helium, Argon, Kripton, Xenon dan Radon. Kegunaan Gas Neon adalah sebagai berikut: •
Dimanfaatkan untuk lampu neon Kota di malam hari
•
Keperluan iklan
•
Dapat dimanfaatkan untuk indikator tegangan tinggi
•
Dimanfaatkan dalam dunia kedokteran, misalnya untuk membantu melihat hasil rontgen
f.
Methan (CH4)
Gas Methan terdiri dari Carbon dan Hidrogen. Methan adalah gas yang tidak berwarna berbau, mudah terbakar dan lebih ringan dari udara.
Di beberap beberapaa planet planet seperti seperti Jupiter Jupiter,, Saturn Saturnus, us, Uranus Uranus dan Neptun Neptunus, us, methan merupakan komponen besar di dalam atmosfernya. Meth Methan an digu diguna naka kan n seba sebaga gaii baha bahan n baka bakarr kare karena na Gas Gas Alam Alam yang yang digunakan sebagai bahan bakar mengandung 85% Gas Methan (CH 4), 10% 10% Etan Etanee (C2H6) dan dan seleb selebih ihny nyaa adal adalah ah Prop Propan anee (C3H8), Butane Butane (C4H10), Pantene (C5H2) dan Alkane. g. Helium
Helium berasal dari bahasa Yunani Yunani Helios Helios,, yang artinya Matahari. Heli Helium um term termas asuk uk gas gas muli mulia, a, lebi lebih h ring ringan an dari dari udar udara, a, sehi sehing ngga ga dimanf dimanfaatk aatkan an untuk untuk pengisi pengisi balon balon gas dan balon balon udara. udara. Helium Helium juga juga digunakan untuk bahan bakar yang dapat menggerakan mesin roket. h. Hidrogen
Hidrogen digunakan pada industri kimia, untuk membuat amonia (NH3), kegunaan amonia antara lain untuk membuat pupuk. Para ahli metalu metalurg rgii menggu menggunak nakan an hidrog hidrogen en untuk untuk memisah memisahkan kan logam logam murni murni dengan dengan oksida oksida,, contoh contohnya nya diguna digunakan kan untuk untuk mengha menghasil silkan kan lembara lembaran n tembaga. i.
Xenon
Xenon berasal dari bahasa Yunani, Xenon yang artinya asing. Xenon Xenon merupa merupakan kan gas mulia, mulia, tidak tidak berwar berwarna na dan tidak tidak berbau berbau,, Gas Xenon tidak ber-reaksi dengan elemen lain, sehingga banyak digunakan untuk untuk pekerjaan pekerjaan yang berhubungan berhubungan dengan dengan lingkungan lingkungan pada industri industri kimia dan indusri elektronik. 3. Pera Perana nan n atmo atmosf sfer er Atmosfer Atmosfer sebagai sebagai pelindung pelindung bumi memiliki memiliki peranan-peran peranan-peranan an penting penting sebagai berikut: a. Memberikan Memberikan perlind perlindungan ungan terhadap terhadap benda-ben benda-benda da angkasa angkasa luar luar yang bisa masuk ke bumi (meteor, radiasi, komet). b. Sebagai stabilisator unsur-unsur cuaca. •
Sebagai pemantul sinar yang akan masuk ke permukaan bumi.
Suat Suatu u
caha cahay ya
yang yang
men mengen genai
suat suatu u
perm ermukaa ukaan n
apak apakah ah
permukaan tanah, air, tanaman maupun udara, maka sebagian cahaya yang yang data datang ng ters terseb ebut ut dipa dipant ntul ulka kan n kemb kembal alii ke luar luar atmo atmosf sfer er.. Kemampuan suatu permukaan atmosfer dalam memantulkan cahaya sangat dipengaruhi oleh warna permukaan. Bila permukaan berwarna putih, yaitu bila komponen atmosfer yang dominan pada saat itu uap air, maka kemampuan untuk memantulkan cahaya relatif lebih besar. Sehing Sehingga ga apabil apabilaa bagian bagian dari dari cahaya cahaya yang yang sampai sampai di permuk permukaan aan atmos atmosfer fer bany banyak ak yang yang dipa dipant ntul ulka kan, n, bagi bagian an yang yang dise diserap rap atau atau ditransmisikan lebih rendah. •
Sebagai penyerap radiasi yang akan masuk ke permukaan bumi. Beberap Beberapaa gas yang yang terdap terdapat at di atmosf atmosfer er mempun mempunyai yai perana peranan n sebagai penyerap penyerap sinar matahari. matahari. Gas Nitrogen, Nitrogen, Oksigen dan Ozon berperan sebagai penyerap UV, sehingga dengan adanya atmosfer, sinar UV yang sampai ke permukaan bumi sedikit (± 9%). Sedikitnya UV yang sampai ke permukaan bumi erat kaitannya dg besarnya konsen konsentras trasii gas penyer penyerapn apnya, ya, yaitu yaitu Nitrog Nitrogen en (78,08 (78,08%), %), Oksige Oksigen n (20,95%). Selain gas-gas tersebut, masih banyak gas-gas lain yang berperan sebagai penyerap sinar matahari: CO, CO2 dan uap air.
c. Mengur Mengurang angii pelepas pelepasan an energi energi dari dari permuka permukaan an bumi. bumi. Keberadaan kumpulan gas-gas, uap air dan partikulat di atmosfer disamp disamping ing sebaga sebagaii filter filter radias radiasii mata mata hari hari yang yang sampai sampai ke permuk permukaan aan bumi, juga berperan sbg penghambat terjadinya pelepasan energi dari permukaan bumi secara berlebihan. Jika tidak ada atmosfer, proses pelepasan energi dari permukaan bumi (reradiasi) akan sangat besar, sehingga s ehingga fluktuasi suhu sangat tinggi. Karena pada waktu siang hari energi yang sampai ke permukaan bumi sangat tinggi, karena tidak ada atmosfer yang menghalangi sinar yang masuk Pada malam hari : pelepasan pelepasan energi energi berlangsung berlangsung sangat sangat banyak suhu suhu akan akan sangat sangat rendah rendah.. Adanya Adanya atmosfe atmosferr akan akan mengha menghamba mbatt laju laju pelepasan energi serta memantulkan kembali radiasi yang dilepas oleh bumi, sehingga pada malam hari di permukaan bumi bumi terasa lebih hangat.
d. Mendistribu Mendistribusikan sikan air ke berbagai berbagai wilayah wilayah di permukaan permukaan bumi. bumi. Peran penting atmosfer lainnya adalah dalam mendistribusikan air antar wilayah wilayah di permukaan permukaan bumi. Peran perndistri perndistribusiaa busiaan n air oleh atmosfer dapat dilihat pada siklus s iklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air pada PB akan mengumpul pada tempat-tempat yangpaling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut. Air hanya akan mengumpul di laut atau samudra.Dengan adanya atmosfer yang mampu menampung uap airhasil airhasil proses proses evapor evaporasi, asi, transp transpira irasi si atau atau evapot evapotrasn rasnpir pirasi, asi, air (dalam bentuk uap) dapat diangkut ke berbagai tempat di muka bumi. Pendis Pendistrib tribusi usian an air oleh oleh atmosf atmosfer er ini membuk membukaa peluan peluang g bagi bagi makluk makluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi jika syarat tumbuh lainnya terpenuhi. e. Menyediakan O2, CO2 dan N2 sebagai sumber kehidupan organisme di permukaan bumi. Makluk hidup butuh Oksigen untuk pernafasan (respirasi) agar dihasilkan cukup energi untuk menunjang aktivitas dan pertumbuhannya. Tumbuhan juga membutuhkan CO 2 sebagai bahan baku untuk sintesis karbohidrat, melalui fotosintesis. Kebutuhan tumbuhan akan CO 2 juga dapat diperoleh dari atmosfer. Karbohidrat yang dihasilkan tumbuhan inil inilah ah yang yang kemu kemudi dian an diko dikons nsum umsi si oleh oleh makl makluk uk hidu hidup p
lain lainny nya, a,
sebagaimana yang dikenal dalam rantai makanan. Disamping itu N 2 yang dibutuhkan dalam sintesa protein juga dapat diperoleh dari atmosfer. 4. Poluta Polutan n prime primerr dan poluta polutan n sekund sekunder er Polusi adalah masuknya makluk hidup, zat energi, atau komponen lain dalam lingkungan atau perubahan tatatnan lingkungan oleh kegiatan manusia. Pencemar udara dapat berupa gas dan partikel. Contohnya, gas H 2S, Gas CO, CO2 dan batu bara. Sumb Sumber er polu polusi si udar udaraa diba dibagi gi menj menjad adii dua dua yait yaitu u polu poluta tan n prim primer er dan dan polutan sekunder. Polutan primer adalah bahan kimia (polutan) yang dimasukkan dimasukkan secara langsung langsung ke udara dalam konsentrasi konsentrasi yang membahayak membahayakan. an. Yang Yang termasu termasuk k dalam dalam kelomp kelompok ok ini adalah adalah SO2, NO, NO 2, CO dan bahan
partikulat (debu dan jelaga). Polutan sekunder adalah bentuk bahan kimia berbahaya di atmosfer yang terbentuk melalui reaksi kimia antara beberapa kompon komponen en kimia. kimia.
Misaln Misalnya ya SO SO2 dapat dapat bereak bereaksi si dengan dengan O2 menjad menjadii SO3.
Kemudian Kemudian SO3 dapat dapat beraks beraksii dengan dengan uap air menjad menjadii asam sulfat sulfat (H2SO4). Contoh lainnya adalah reaksi antara sinar matahari, hidrokarbon dan NO yang diemisikan diemisikan oleh kendaraan kendaraan bermotor bermotor dapat membentuk photochemical membentuk photochemical smog yang pedih bagi mata. Masing-masing polutan di atas memiliki toksisitas (daya racun) yang berbeda-beda yaitu: Level Toleransi ppm ug/m3 CO 32,0 40.000 HC 19.300 SOx 0,50 1.430 NOx 0,25 514 Partikel 375 Karbon monoksida (CO) Polutan
Toksisitas Relatif
1,00 2,07 28,0 77,8 106,7
Karbon monoksida (CO) adalah suatu komponen tidak berwarna, tidak berbau dan tidak mempunyai rasa yang terdapat dalam bentuk gas pada suhu di atas -192º C,. komponen ini mempunyai berat sebesar 96,5% dari berat air dan tidak larut di dalam air. Karbon monokside yang terdapat di alam terbentuk dari salah satu proses sebagai berikut: •
Pemb Pembak akar aran an tida tidak k leng lengka kap p terha terhada dap p karb karbon on atau atau komp kompon onen en yang yang mengandung karbon.
•
Reaksi antara karbon diokside dan komponen yang mengandung karbon pada suhu tinggi.
•
Pada suhu tinggi, karbon diokside terurai menjadi karbon monokside dan O.
Nitrogen Okside (NOx)
Nitrogen okside (NOx) adalah kelompok gas yang terdapat di atmosfir yang terdiri dari gas nitrik okside (NO) dan nitrogen diokside (NO 2). Nitrik oksid oksidee meru merupa paka kan n gas gas yang yang tida tidak k berw berwarn arnaa dan dan tida tidak k berb berbau au,, sebal sebalik ikny nyaa nitrogen diokside mempunyai warna coklat kemerahan dan berbau tajam.
Okside yang lebih rendah, yaitu NO, terdapat di atmosfir dalam junmlah besar dari pada NO2. Pembentukan NO dan NO 2 mencaku reaksi antara nitrogen dan oksigen di udara sehingga membentuk NO, kemudian reaksi selanjutnya antara NO dengan lebih banyak oksigen membentuk NO 2. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut: N2
+
O2
2NO
+
O2
2NO
2
NO NO2
Hidrokarbon dan Oksidan Fotokimia
Hidrokarbon dan oksidan fotokimia merupakan komponen polutan udara yang yang berb berbed edaa teta tetapi pi memp mempun unya yaii hubu hubung ngan an satu satu sama sama lain. lain. Hidr Hidrok okar arbo bon n meru merupa paka kan n polu poluta tan n prim primer er kare karena na dile dilepa pask skan an ke udar udaraa secara secara lang langsu sung ng,, sedangkan sedangkan oksidan oksidan fotokimia merupakan merupakan polutan sekunder sekunder yang dihasilkan dihasilkan di atmosfer dari reaksi-reaksi yang melibatkan polutan primer. a. Hidrok rokarbon Komponen hidrokarbon hanya terdiri dari elemen hidrogen dan karbon, di alam pada suhu kamar wujud hidrokarbon dapat berupa gas, gas, cair cair dan dan pada padat. t. Sifa Sifatt fisi fisik k dari dari masi masing ng-m -mas asin ing g bent bentuk uk ters terseb ebut ut dipengaruhi oleh struktur molekul, terutama jumlah atom karbon yan menyusun menyusun molekul molekul hidrokarbo hidrokarbon. n. Hidrokarbo Hidrokarbon n yang mengandun mengandung g 1-4 atom atom karb karbon on berb berben entu tuk k gas gas pada pada suhu suhu kama kamar, r, seda sedang ngka kan n yang yang mengandung 5 atau lebih atom karbon berbentuk cair atau padat. Hidr Hidrok okar arbo bon n
meru merupa paka kan n
komp kompon onen en yang yang berp berpera eran n
dala dalam m
produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik NO2. poluta polutan n sekund sekunder er yang yang paling paling berbah berbahaya aya yang yang dihasil dihasilkan kan oleh oleh reaks reaksii hidr hidrok okar arbo bon n dala dalam m siklu sikluss terseb tersebut ut adal adalah ah ozon (O3) dan peroksiasetilnitrat , yaitu yaitu salah salah satu satu kompon komponen en yang yang paling paling sederh sederhana ana dari grup peroksiasilnitrat (PAN). b. Oksidan Fotokimia Oksidan fotokimia adalah komponen atmosfer yang diproduksi oleh oleh proses proses fotoki fotokimia mia,, yaitu yaitu suatu suatu proses proses kimia kimia yang yang membut membutuhk uhkan an sinar, yang akan mengoksidas mengoksidasii komponenkomponen-komp komponen onen yang tidak segera dapat dioksidasi oleh gas oksigen. Senyawa yang terbentuk merupakan
polutan sekunder yang diproduksi karena interaksi antara polutan primer dengan sinar.
Sulfur Oksida
Polusi oleh sulfur okside terutama disebabkan oleh dua komponen gas yang tidak tidak berwar berwarna, na, yaitu yaitu sulfur sulfur dioksi diokside de (SO2) dan sulfur sulfur trioksi triokside de (SO3), dan keduanya disebut sebagai SOx. Sulfur diokside mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak terbakar di udara, sedangkan sulfur triokside merupakan komponen yang tidak reaktif. Pembak Pembakaran aran bahanbahan-bah bahan an yang yang mengan mengandun dung g sulfur sulfur akan akan mengha menghasilk silkan an kedu keduaa bent bentuk uk sulfu sulfurr oksid okside, e, tetap tetapii juml jumlah ah rela relati tiff masi masing ng-m -masi asing ng tida tidak k dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Meskipun udara tersedia dalam jumlah cukup, SO 2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar. Jumlah SO 3 yang terbentuk dipengaruhi oleh kondisi reaksi, terutama suhu, dan bervariasi dari 1 sampai 10% dari total SOx. Partikel
Partikel-partikel yang masuk dan teringgal di dalam paru-paru mungkin bebahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting, yaitu: •
Partikel tersebut mungkin beracun karena sifat-sifat kimia dan fisiknya.
•
Partikel tersebut mungkin sifat inert (tidak breaksi) tetapi jika teringgal di dalam saluran penafasan dapat menggangu pembersihan bahan-bahan lain yang bebahaya.
•
Partikel-partikel tersebut mungkin dapat membawa molekul-molekul gas yang yang bebaha bebahaya, ya, baik baik dengan dengan cara mengab mengabsor sorbsi bsi atau atau mengad mengadsor sorbsi bsi,, sehingga molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal di bagian paru-paru yang sensitif. Karbon merupakan partikel yang umum dengan kemampuan yang baik untuk mengabsorbsi molekul-molekul gas pada permukannya.
5. Sifa Sifat-s t-sifa ifatt atmo atmosfe sfer: r: a. Merupakan Merupakan selimut selimut gas tebal tebal yang secara menyel menyeluruh uruh menutu menutupi pi bumi bumi sampai sampai ketinggian 560 km km dari permukaan bumi. bumi.
b. Atmosfer bumi tidak mempunyai batas mendadak, tetapi menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. c. Tida Tidak k berw berwarn arna, a, tida tidak k berb berbau au,, tida tidak k dapa dapatt diras dirasak akan an,, tida tidak k dapa dapatt dira diraba ba (kecuali bergerak sebagai angin). d. Mudah Mudah bergerak bergerak,, dapat dapat ditekan, ditekan, dapat berkembang berkembang.. e. Mema Memant ntul ulka kan n gelom gelomba bang ng radi radio. o. f. Menjag Menjagaa temperatu temperaturr udara di permuk permukaan aan bumi bumi agar tetap tetap bermanfa bermanfaat at untuk untuk kehidupan. g. Mempun Mempunyai yai berat berat (56x1014 (56x1014 ton) ton) dan dapat dapat memberik memberikan an tekanan. tekanan. 99% dari beratnya berada sampai ketinggian 30 km, dan separuhnya berada di awah 6000 m. h. Memb Member erik ikan an taha tahana nan n jika jika suat suatu u bend bendaa mele melewa wati tiny nyaa beru berupa pa pana panass akib akibat at pergesekan (misalnya meteor hancur sebelum mencapai permukaan bumi).Sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media untuk proses cuaca. Sebagai selimut yang melindungi bumi terhadap tenaga penuh dari mataha matahari ri pada pada waktu waktu siang, siang, mengha menghalan langi gi hilang hilangnya nya panas panas pada pada waktu waktu malam. Tanpa atmosfer atmosfer suhu bumi pada siang hari 93,3°C 93,3°C dan pada malam hari -148,9°C. 6. Ciri kh khas: a. Troposfer
Trop Tropos osfe ferr meru merupa paka kan n lapi lapisa san n terb terbaw awah ah dari dari atmo atmosfe sfer, r, yait yaitu u pada pada ketinggian 0 - 18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer ratarata ±10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata 80°C. Di daerah sedang ketinggian lapisan tropos troposfer fer sekita sekitarr 11 km dengan dengan temper temperatu aturr rata-ra rata-rata ta 54°C, 54°C, sedang sedangkan kan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C. Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar sekali terhadap kehidupan mahk mahklu luk k hidu hidup p di muka muka bumi bumi.. Kare Karena na pada pada lapi lapisan san ini ini selai selain n terja terjadi di peristiwa-peristiwa seperti cuaca c uaca dan iklim, juga terdapat kira-kira kira- kira 80% dari seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini.
Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100 meter meter dari dari permuk permukaan aan bumi, bumi, suhu suhu (tempe (temperat ratur) ur) udara udara menuru menurun n sebesar sebesar ±0,5°C. Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause tr opopause yang menjadi batas antara tropos troposfer fer dan stratos stratosfer. fer. Suhu Suhu (tempe (temperat ratur) ur) udara udara di lapisan lapisan ini relatif relatif konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ±2 km. b. Stra tratosf tosfeer
Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer. Stratosfer terletak pada ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai dengan dengan adanya adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi seirin seiring g dengan dengan kenaik kenaikan an keting ketinggia gian. n. Kenaik Kenaikan an suhu suhu udara udara berdas berdasark arkan an ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C. Stratopause adalah lapisan batas antara antara stratos stratosfer fer dengan dengan mesosfe mesosfer. r. Lapisa Lapisan n ini terlet terletak ak pada pada keting ketinggia gian n sekitar 50 - 60 km dari permukaan bumi. Umum Umumny nyaa suhu suhu (temp (temper erat atur ur)) udara udara pada pada lapi lapisan san strat stratos osfer fer samp sampai ai keting ketinggia gian n 20 km tetap. tetap. Lapisan Lapisan ini disebu disebutt dengan dengan lapisan lapisan isoter isotermis. mis. Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari stratosfer. Setelah lapisan isotermis, berikutnya terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar matahari. matahari. Pada lapisan lapisan stratosfer stratosfer ini tidak ada lagi uap air, air, awan ataupun ataupun debu atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet terbang pada lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca. Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu: a. Lapisan Lapisan udara udara isoter isoterm; m; terletak terletak antara antara 12 – 20 km, denga dengan n suhu udara udara – ο
ο
50 C sampai -55 C. ο
b. Lapisan udara panas; terletak antara 20 – 35 km, dengan suhu –50 C ο
sampai +50 C.
c. Lapisan Lapisan udara udara campuran campuran teratas; teratas; terletak terletak antara antara 35 35 – 60 60 km, dengan dengan suhu suhu ο
ο
antara +50 C sampai -70 C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10 -2 cc di dalam 1 m 3. c. Mesosfer
Lapisan ketiga dari atmosfer adalah mesosfer. Mesosfer terletak pada ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. lainnya. Lapisan mesosfer mesosfer ini ditandai ditandai dengan dengan penurunan penurunan suhu (temperatur) (temperatur) udara, rata-rata 0,4 °C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara ini disebabkan disebabkan karena mesosfer mesosfer memiliki memiliki kesetimbang kesetimbangan an radioaktif radioaktif yang negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81 °C. Bahkan di puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara mesosfer mesosfer dengan dengan lapisan lapisan termosfer termosfer temperaturn temperaturnya ya diperkirakan diperkirakan mencapai mencapai sekitar -100 °C. d. Termosfer
Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Karena Kare na lapisan ini meru merupa paka kan n memb member erik ikan an
temp tempat at efek efek
terj terjad adin inya ya pada pada
ioni ionisa sasi si
part partik ikel el-p -par arti tike kell
pera peramb mbat atan an/r /ref efle leks ksii
gelo gelomb mban ang g
yang yang radi radio, o,
dapa dapatt baik baik
gelombang panjang maupun pendek. Pada termosfer, kenaikan temperatur temperatur dapat berlangsung berlangsung mulai dari -100 °C hingga ratusan bahkan ribuan derajat celcius. Lapisan yang paling tinggi dalam dalam termo termosfe sferr adal adalah ah termo termopa paus use. e. Temp Tempera eratu turr term termop opau ause se kons konsta tan n terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu karena pengaruh osilasi. Temp Tempera eratu turr pada pada mala malam m hari hari bero berosi sila lasi si antar antaraa 300 300 °C dan dan 1200 1200 °C, °C, sedangkan pada siang hari berosilasi antara 700 °C dan 1700 °C. 7. Proses pembentukan dan penguraian ozon Lapisan ozon adalah bagian dari stratosfer, di mana pada lapisan ozon ini terjadi terjadi penyer penyerapa apan n sinar sinar ultrav ultraviol iolet. et. Lapisan Lapisan ozon ozon ini, ini, sering sering kali kali dikatak dikatakan an sebag sebagai ai lapi lapisa san n tersen tersendi diri ri,, yang yang dise disebu butt Ozon Ozonos osfer fer.. Ozon Ozon adal adalah ah seben sebentu tuk k molekul oksigen yang relatif tidak stabil, terdiri dari tiga atom oksigen (O 3).
Proses pembentukan ozon terjadi di dua lapisan atmosfer, yaitu troposfer dan stratosfer. Pembentukan di atmosfer tingkat bawah, troposfer, dianggap buruk karena pada lapisan tersebut ozon dibentuk oleh zat-zat polutan hasil kegiatan indust industri ri dan transp transport ortasi asi.. Di lain lain pihak, pihak, pemben pembentuk tukan an ozon ozon secara secara alami alami di lapisan stratosfer dianggap berguna karena ozon di lapisan itu berperan penting dalam melindungi kehidupan di bumi dari sinar ultraviolet. Diperkirakan 90% dari pembentukan ozon berlangsung di lapisan stratosfer. Proses pembentukan dan penguraian ozon di stratosfer terjadi secara natural dan konstan. Molekul ozon dibentuk melalui reaksi kimia yang terjadi ketika radiasi ultr ultrav avio iole lett dari dari matah matahari ari meny menyen entu tuh h strat stratos osfer fer.. Teor Teorii pemb pemben entu tuka kan n dan dan penguraian molekul ozon dikenal sebagai Teori Chapman, dan proses kimia pembentukan ozon adalah sebagai berikut: O2 + uv O + O
..............(1)
(panjang gelombang <240 nm) O + O2 + M O3 + M
..............(2)
(M adal adalah ah mole moleku kull yang yang dipe diperl rluk ukan an dala dalam m reaks reaksii ini ini karen karenaa mamp mampu u menyerap energi yang dibebaskan) Bentuk Bentuk akhir akhir dari dari pemben pembentuk tukan an ozon ozon kemudi kemudian an dapat dapat dijaba dijabarka rkan n sebagai sebagai berikut: 3O2 + uv 2O3
..............(3)
(panjang gelombang < 242 nm) Moleku Molekull ozon ozon juga juga mengal mengalami ami pengur penguraia aian n yang yang berlan berlangsu gsung ng secara secara alami. alami. Selain Selain pengur penguraia aian n oleh oleh sinar sinar ultrav ultraviol iolet, et, moleku molekull ozon ozon juga juga secara secara konsta konstan n diuraikan oleh senyawa alami, seperti, nitrogen yang berasal dari tanah dan laut, hydrogen dari uap air atmosfer, dan klorin dari laut. Proses penguraian molekul ozon dapat dilihat dalam reaksi berikut ini: O3 + uv O + O2
..............(1)
(panjang gelombang <850 nm) ATAU
O2 + O 2O2 Reaksi akhirnya adalah: 2O3 + uv 3O2
.............(2)
(panjang gelombang < 850 nm) Perbandingan kecepatan pembentukan dan penguraian ozon cenderung konstan ketika prosesnya berlangsung secara alamiah. Tetapi proses tersebut berangsur-angsur mengalami gangguan yang ditimbulkan oleh beragam kegiatan manusia manusia yang membebaskan membebaskan senyawa kimia perusak perusak ozon ke lapisan lapisan atmosfer, atmosfer, seperti seperti berbag berbagai ai senyaw senyawaa kimia kimia yang yang mengan mengandu dung ng klorok klorokarb arbon on (CCl (CCl 4 dan CH3Cl3), CFC CFC (CFC (CFCll3 dan dan CF2Cl2) dan dan halo halon n (CF (CF 3Br dan CF2ClBr) ClBr) yang yang merupakan senyawa kimia yang stabil, terdiri dari atom-atom halogen, yaitu klorin dan bromine. Di udara, senyawa-senyawa tersebut tidak mudah diuraikan dan perlahan akan melintas sampai ke stratosfer. Ketika lapisan ozon di stratosfer menipis, radiasi ultraviolet yang dapat menyentuh permukaan bumi mengalami peningkatan dan mengancam kesehatan manusia seperti kanker, katarak, dan mengurangi sistem ketahanan tubuh. Selain itu, radiasi ultraviolet juga menjadi ancaman bagi ekosistem laut, hutan, dan hasil panen. Kegunaan ozon:
a. Melind Melindung ungii bumi bumi dari dari sinar sinar ultrav ultraviol iolet. et. b. Sedangkan dalam perindustrian, ozon digunakan digunakan untuk: •
mengenyahkan kuman sebelum dibotolkan (antiseptik)
•
mengha menghapus puskan kan pencem pencemaran aran dalam dalam air (besi, (besi, arsen, arsen, hidrog hidrogen en sulfid sulfida, a, nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai warna)
•
memb memban antu tu pros proses es flok flokul ulas asii (pro (prose sess peng pengab abun unga gan n mole moleku kull untu untuk k membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik)
•
mencuci, dan memutihkan kain (dipaten)
•
membantu mewarnakan plastik
•
menentukan ketahanan getah
•
pengawetan bahan makanan,
•
sterilisasi peralatan kedokteran
8. Perana Peranan n uap air terhada terhadap p cuac cuacaa Uap Uap air air adal adalah ah gas gas yang yang sang sangat at pent pentin ing g di atmo atmosf sfer er,, tapi tapi sang sangat at bervariasi dalam konsentrasi (0% - 4%) dari tempat ke tempat, dan dari waktu ke
waktu. waktu. Uap air tak terlihat, terlihat, dan itu menjad menjadii terliha terlihatt sebaga sebagaii awan, awan, kabut, kabut, es hujan, dan ketika molekul air bergabung menjadi kelompok yang lebih besar. Air bentuk uap air gas, cair, dan padat, dan merupakan curah hujan yang jatuh ke Bumi dan merupakan dasar untuk hidrologi siklus. Uap air juga merupakan faktor utama dalam transfer panas di atmosfer. Semacam Semacam panas dikenal sebagai panas laten dilepaskan ketika uap air berubah menjadi es padat atau air cair. Panas ini merupakan sumber utama energi atmosfer yang merupakan kontributor utama pembentukan pembentukan badai, angin topan, topan, dan fenomena cuaca lainnya. lainnya. Uap air mungkin mungkin juga memainkan memainkan peranan peranan jangka jangka panjang panjang dalam peraturan atmosfer, karena merupakan gas rumah kaca yang menyerap porsi yang signifikan dari keluar radiasi dari bumi, sehingga atmosfer yang hangat. Keberadaan uap air memegang peranan penting dalam proses fisis di atmosfer karena : a. Sumb Sumber er dari dari semua semua bent bentuk uk kond konden ensas sasii (pen (penge gemb mbun unan an)) dan dan presi presipi pita tasi si (curahan). Mempengaruhi suhu karena mampu menyerap radiasi. b. Mengandung panas laten. c. Mempengaru Mempengaruhi hi evaporasi evaporasi (penguapan (penguapan)) dan dan evapotransp evapotranspirasi. irasi. d. Dapat Dapat berubah berubah fasa menjad menjadii cair atau padat. padat. Hal yang berbe berbeda da dengan dengan gas lain di atmosfer. e. Memp Mempen enga garu ruhi hi kesta kestabi bilan lan atmo atmosfe sferr mela melalu luii pema pemana nasan san dan dan pend pendin ingi gina nan n adiabatik. Aktifi Aktifitas tas cuaca cuaca terjadi terjadi pada pada lapisa lapisan n tropos troposfer. fer. Hal ini terjadi terjadi karena karena troposfer mengandung kira-kira 80 % dari total massa atmosfer dan memuat seluruh uap air dan aerosol. 9. Aerosol Aerosol adalah berbagai berbagai partikel halus dari bahan padat di bumi sebagian sebagian terangkat ke atmosfer. Ketinggian jelajah aerosol dan periode keberadaannya tergantung pada massanya, pemanasan dan pendinginan di permukaan bumi serta angin. Komposisi normal aerosol adalah: •
Debu
: 20 % (t (terutama daerah kering)
•
Krist ristal al gara garam m
: 40 % (pec (pecah ahan an omba ombak k laut lautan an))
•
Abu
: 10 % (d (dari gn. api, pembakaran)
•
Asap
: 5 % (dari cerobong pa pabrik, pembakaran)
•
Lain-lain
: 25 % (mikro organisme)
