Meteorologi Laut

gambar 1. atmosfer . http://www.bilgiustam.com/atmosfer-nedir-katmanlari-nelerdir/

 Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindung permukaan Bumi dari angin matahari, sinar ultraviolet dan radiasi dari luar angkasa. Lapisan udara ini menyelimuti bumi hingga ketinggian sekitar 700 kilometer. Lapisan udara ini dibagi menjadi Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer dan Eksosfer.

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Atmosfer bumi adalah lapisan udara yang mengelilingi atau menyelubungi bumi yang bersama-sama dengan bumi melakukan rotasi dan berevolusi mengelilingi matahari. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. 

gambar 2. atmosfer . http://www.ilmedavet.com/nedir-bu-atmosfer.html

Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. 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, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.

Sejarah geologi memperlihatkan bahwa atmosfer Bumi telah mengalami perubahan dramatis selama 4,6 miliar tahun usianya. Perkembangan atmosfer ini turut menentukan perkembangan bentuk kehidupan di dalamnya. Dengan melakukan pemetaan tahap perkembangan atmosfer Bumi menurut kurun waktu, akan bisa diketahui apakah planet lain memungkinkan akan muncul atau bahkan memiliki kehidupan. Bahkan bentuk kehidupan seperti apa yang ada di dalamnya. 

gambar 3. bagian atmosfer. http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/atmosphere.html

* Kandungan Dalam Lapisan Atmosfir Bumi*

tabel 1. kandungan atmosfer. http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/04/komposisi-gas-gas-di-atmosfer.html

Tabel 7a-1 merupakan daftar sebelas gas yang paling banyak ditemukan di atmosfer bawah bumi berdasarkan volume. Dari gas yang terdaftar, nitrogen, oksigen, uap air, karbon dioksida, metan, asam nitrat, dan ozon sangat penting bagi kesehatan biosfer bumi.

Tabel tersebut menunjukkan bahwa nitrogen dan oksigen adalah komponen utama dari atmosfer berdasarkan volume. Bersama-sama dua gas tersebut membentuk sekitar 99% dari atmosfer kering. Kedua gas ini memiliki asosiasi yang sangat penting dengan kehidupan. Nitrogen akan terlepas dari atmosfer dan disimpan di permukaan bumi terutama oleh bakteri nitrogen khusus, dan dengan suatu cara petir membawanya melalui presipitasi. Penambahan nitrogen ini ke dalam tanah di permukaan bumi dan badan air, sangat dibutuhkan sebagai pasokan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman. Nitrogen kembali ke atmosfer terutama melalui pembakaran biomassa dan denitrifikasi.

Oksigen dipertukarkan antara atmosfer dan kehidupan melalui proses fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menghasilkan oksigen ketika karbon dioksida dan air secara kimiawi diubah menjadi glukosa dengan bantuan sinar matahari. Respirasi adalah proses kebalikan dari fotosintesis. Dalam respirasi, oksigen dikombinasikan dengan glukosa untuk kimia melepaskan energi untuk metabolisme. Produk dari reaksi ini adalah air dan karbon dioksida.

Gas yang paling banyak berikutnya pada tabel adalah uap air. Uap air konsentrasinya bervariasi di atmosfer baik secara spasial dan temporal. Konsentrasi tertinggi uap air ditemukan di dekat khatulistiwa atas lautan dan hutan hujan tropis Daerah kutub yang dingin dan gurun benua subtropis adalah lokasi dimana volume uap air dapat mendekati nol persen.

Sedangkan sisanya adalah gas yang ditemukan yang presentasinya sedikit. 

gambar 4. kandungan atmosfer. http://id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer

             *Manfaat Atmosfer*

  Ada banyak manfaat dan kegunaan dari atmosfer. Diantaranya adalah : 

1.    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 makhluk bumi lainnya.

2.    Melindungi bumi dari benda-benda angkasa yang jatuh ke bumi karena terkena gaya gravitasi bumi.

3.    Mengandung gas-gas yang dibutuhkan manusia, hewan dan tumbuhan untuk bernafas dan untuk keperluan lainnya seperti oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan lain sebagainya.

4.    Media cuaca yang mempengaruhi awan, angin, salju, hujan, badai, topan, dan lain-lain. 

*Lapisan-Lapisan Atmosfer*

gambar5. lapisan atmosfer. http://www.newworldencyclopedia.org/

entry/Earth%27s_atmosphere

Atmosfer ini mempunyai lapisan lapisan. Ada yang meneyebukan atmosfer mempunyai 5 lapisan. Namun ada juga yang menyebutkan bahwa atmosfe hanya mempunyai 6 lapisan, karena ada yang membedakan antaa lapisan termosfer dan ionosfer. Berikut adalah lapisan-lapisan atmosfer:

1.    Troposfer

gambar 6. troposfer. http://www.dmi.gov.tr/arastirma/ozon-ve-uv.aspx

 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. Dan setiap kenaikan 100m suhu berkurang 0,61 derajat Celsius (sesuai dengan Teori Braak). Pada lapisan ini terjadi peristiwa cuaca seperti hujan, angin, musim salju, kemarau, dsb.  Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara.

Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut. Di antara stratosfer dan troposfer terdapat lapisan yang disebut lapisan Tropopause, yang membatasi lapisan troposfer dengan stratosfer.

2.    Stratosfer 

gambar 7. stratosfer. http://www.telegraph.co.uk/news/newstopics/howaboutthat/5005022/Teens-capture-images-of-space-with-56-camera-and-balloon.html

 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^oF atau sekitar - 57^oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga 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. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra violet. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18^oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

3.    Mesosfer

gambar 8. mesosfer. http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo7/mesosfer.htm

           Mesosfer adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu atmosfer akan berkurang dengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan keempat, termosfer. Udara yang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran berlaku dengan objek yang datang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi. Kebanyakan meteor yang sampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Mesosfer terletak di antara 50 km dan 80-85 km dari permukaan bumi, saat suhunya berkurang dari 290 K hingga 200 K (18^oC hingga − 73^oC). Antara lapisan Mesosfer dan lapisan atermosfer terdapat lapisan perantara yaitu Mesopause. Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar - 143^oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. 

4.    Termosfer

gambar 9. termosfer. http://www.dmi.gov.tr/genel/sss.aspx?s=atmosfer

Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982^oC. 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.

Lapisan ionosfir ini juga merupakan lapisan pelindung Bumi dari batu meteor yang berasal dari luar angkasa karena ditarik oleh grafitasi bumi, dilapisan ionosfir ini batu meteor terbakar dan terurai, jika sangat besar dan tidak habis dilapisan udara ionosfir ini maka akan jatuh sampai kepermukaan Bumi yang disebut Meteorit. Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi disini. Pengertian Lapisan Termosfer sebagai Lapisan Atmosfir. Pengertian Lapisan Termosfer sebagai Lapisan Atmosfir) – Lapisan Termosfer Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juga disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini.

5.    Eksosfer

gambar 10. eksosfer. http://archmur.blogspot.com/2011/07/atmosfer.html

Eksosfer adalah lapsan bumi yang terletak paling luar. Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal. Eksosfer merupakan batasan antara atmosfer bumi dengan angkasa luar. Molekul-molekul udaa yang ada pada lapisan ini bisa langsung terlempar, terlepas ke luar angkasa ataupun terikat kembali dengan gravitasi bumi. Pada lapisan ini juga merupakan orbitt dai satelit.

Ada daerah tambahan dalam atmosfer yang disebutkan dengan nama lain, yaitu :

a.    Ozon Lapisan (Ozonosphere)

Dalam stratosfer, dalam berbagai ketinggian sekitar 10-50 km, konsentrasi ozon (O3) adalah beberapa bagian per juta, yang jauh lebih tinggi daripada konsentrasi ozon di atmosfer yang lebih rendah (meskipun masih kecil dibandingkan dengan komponen utama atmosfer). Lapisan ini, dikenal sebagai lapisan ozon, sangat penting bagi kehidupan karena menyerap radiasi UV biologis berbahaya dari Matahari.

b.    Ionosfer

Ini adalah wilayah atmosfer yang mengandung ion (yang membentuk sebuah "plasma"), yang diciptakan oleh interaksi radiasi surya dengan partikel gas. Tumpang tindih ionosfer dengan mesosfer dan termosfer, naik ke ketinggian 550 km. Nilainya dalam hal praktis adalah bahwa hal itu memungkinkan propagasi sinyal gelombang radio, yang memantul dari ion dan dapat ditularkan ke tempat yang jauh di bumi.

c.    Magnetosfer

Ini adalah wilayah di mana medan magnet bumi berinteraksi dengan angin surya. Batas dalam adalah ionosfer, tetapi meluas untuk puluhan ribu kilometer, dengan ekor panjang jauh dari Matahari.

d.    Van Allen sabuk radiasi

Ini adalah daerah di mana partikel bermuatan (membentuk plasma) dari angin matahari terjebak oleh medan magnet bumi. Ketika sabuk "overload," partikel pemogokan atmosfer atas dan berpendar, menghasilkan efek yang dikenal sebagai aurora kutub. Kualitatif, ada dua sabuk: sabuk batin, sebagian besar terdiri dari proton, dan sabuk luar, sebagian besar terdiri dari elektron.

e.    Homosphere (atau Turbosphere) dan Heterosphere

Wilayah bawah turbopause (yaitu, di bawah ketinggian sekitar 100 km) dikenal sebagai homosphere atau turbosphere, dimana kandungan kimia baik dicampur dan komposisi atmosfer masih cukup seragam (lihat Komposisi dari atmosfer bawah). Wilayah atas turbopause ini disebut heterosphere, di mana, dengan tidak adanya pencampuran, komposisi kimia dari atmosfer bervariasi.

sumber : 

http://id.wikipedia.org/wiki/Atmosfer

http://organisasi.org/lapisan_atmosfir_atmosfer_bumi_pengertian_dan_penjelasan_fisika

http://organisasi.org/pengertian-atmosfer-atmosfir-komposisi-fungsi-manfaat-atmosfer-bumi

http://www.smpn7bgr.com/?ttg=ksi&h=1558&y=27&kat=Karya%20Ilmiah&oleh=RADEN%20RAFDHILLAH%20.K&jdl=LAPISAN%20EKSOSFER