Atmosfer

A.    Ciri-ciri Lapisan Atmosfer dan Pemanfaatannya

1.    Pengertian Atmosfer
Bumi kita diselimuti oleh udara. Udara yang menyelimuti bumi kita disebut atmosfer. Atmosfer terdiri atas berbagai gas, seperti :
Nitrogen            (78%)
Oksigen             (21%)
Argon                (  1%)
Air                     (0-7%)
Ozon                  (0-0,01%)
Karbondioksida  (0,01-0,1%)                                       

2.    Lapisan Atmosfer

Atmosfer dapat dibedakan sebagai berikut:

a.    Troposfer
Lapisan udara terbawah yang berpengaruh besar terhadap kehidupan di permukaan bumi ini disebut troposfer. Di atas khatulistiwa ketinggiannya mencapai 16 km dan di kutub mencapai 8 km. Ketinggian rata-rata troposfer adalah 11 km dari permukaan bumi. Sebagian besar gas-gas di atmosfer berada pada lapisan ini (80%).
Karakteristik lapisan troposfer antara lain:

1. Turunnya temperatur seiring dengan bertambahnya ketinggian. Tiap naik 100 m, temperatur berkurang 0,6°C.
2. Di dalam lapisan troposfer terjadi gejala-gejala cuaca, seperti hujan, angin, halilintar, pelangi, dan halo. Oleh karena itu, lapisan ini sangat penting bagi kehidupan di bumi. Puncak troposfer dibatasi oleh lapisan tropopause, yaitu lapisan pembatas antara troposfer dengan stratosfer. Pada puncak troposfer, temperaturnya mencapai -60°C.

b.    Stratosfer
Lapisan berada di atas troposfer, dengan ketinggian sampai dengan 55 km. Lapisan ini terbagi menjadi dua, yaitu:

1. Lapisan isotermal (Iso= sama dan term = panas), ketinggiannya 11-12 km dengan temperatur tetap yaitu -60°C.
2. Lapisan inverse, ketinggiannya 20-55 km dengan temperatur di bawah titik beku (-5°C). Di lapisan ini merupakan daerah konsentrasi ozon, dengan konsentrasi terbesar pada ketinggian 22 km. Puncak stratosfer dibatasi oleh Stratopause.

c.    Mesosfer
Lapisan mesosfer ketinggiannya antara 55-80 km. Pada lapisan ini makin ke atas, temperatur udara makin rendah. Tiap ketinggian 1000 m, temperatur udara turun 2,5°-3°C. Pada mesosfer bagian atas temperaturnya mencapai -90°C. Puncak lapisan ini dibatasi oleh lapisan mesopause.

d.    Termosfer
Lapisan ini terletak pada ketinggian 80-500 km. Lapisan in i disebut juga lapisan panas (hot layer). Lapisan bagian bawah dari lapisan termosfer disebut ionosfer. Temperaturnya mulai naik dari -90°C sampai dengan 500°C. Tingginya temperatur tersebut karena molekul oksigen menyerap energi surya.

e.    Ekosfer
Berada pada ketinggian di atas 500 km. Pada lapisan ini molekul-molekul udara bergerak dengan cepat dan gravitasi bumi sudah bekurang. Pengaruh angkasa luar sudah terasa.

3.    Pemanfaatan Penyelidikan Atmosfer 
    Manfaat penyelidikan atmosfer, antara lain:

1. Untuk mengadakan ramalan cuaca jangka pendek atau jangka panjang. Prakiraan cuaca ini penting bagi keperluan pertanian, penerbangan, pelayaran, dan peternakan.
2. Untuk menyelidiki kemungkinan diadakannya hujan buatan.
3. Untuk mengetahui sebab-sebab gangguan radio, televisi, dan cara memperbaiki hubungan melalui udara.
4. Untuk mengetahui syarat-syarat hidup di lapisan udara bagian atas.

Unsur-unsur Cuaca dan Iklim

Cuaca adalah keadaan udara pada waktu yang relatif singkat dalam satu daerah yang sempit. Ilmu tentang cuaca dinamakan meteorologi. Cuaca dikatakan baik misalnya langit cerah, tidak berawan, tidak turun hujan, tidak berkabut, dan tidak bertiup angin yang kencang.
Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata pada daerah yang sangat luas dalam waktu yang lama. Ilmu tentang iklim dinamakan klimatologi.
Keadaan cuaca dapat diprakirakan melalui pengamatan. Pengamatan itu dilakukan terhadap unsur-unsur cuaca. Unsur-unsur tersebut sebagai berikut:

1.    Sinar Matahari (Radiasi)
Matahari merupakan sumber energi pada bumi. Pancaran energi datang dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Radiasi matahari bergelombang pendek, sedangkan radiasi bumi bergelombang panjang karena energi matahari diserap oleh bumi dan dipancarkan kembali menjadi radiasi bergelombang, panjang. Energi matahari merupakan sumber utama energi di atmosfer serta merupakan pengendali cuaca dan iklim.

2.    Temperatur atau Suhu Udara
Untuk menjadi panas karena mendapat pemanasan matahari. Alat untuk mengukur suhu udara disebut termometer. Termometer yang sederhana adalah termometer dinding dan termometer maksimum-minimum. Termometer yang mencatat sendiri disebut termograf.
Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator), dan makin ke kutub makin dingin. Suhu di daerah ekuator sekitar 27oC dan di daerah kutub mencapai beberapa derajat di bawah nol. Di pihak lain, pada waktu kita mendaki gunung, semakin naik ketinggian suhu udara terasa semakin dingin. Tiap kenaikan 100 m, suhu udara berkurang (turun) 0,6°C. Penurunan suhu semacam itu disebut gradien temperatur vertical atau lapse rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1 °C.
Faktor-faktor yang memengaruhi tinggi rendahnya suhu udara di suatu daerah adalah sebagai berikut:

1. Sudut datang sinar matahari
   Makin tegak sinar matahari, udara makin panas.
2. Keadaan cuaca
   Pada saat cuaca cerah suhu udara panas, sedangkan pada seat cuaca mendung (berawan) suhu udara dingin.
3. Letak lintang
   Makin dekat dengan ekuator, suhu udara lebih panas dan makin dekat kutub, suhu udara makin dingin.
4. Ketinggian tempat
   Di pantai, suhu udara panas dan makin tinggi tempat suhu makin dingin. Suhu rata-rata suatu tempat dapat dicari dengan rumus sebagai berikut. Keterangan:

Tv = To - 0,6 x h/100    

Tv = Temperatur rata-rata suatu tempat (x) yang dicari
To  = Temperatur suatu tempat yang sudah diketahui
H   = Tinggi tempat (x)

3.    Tekanan Udara
Tekanan udara adalah tekanan yang ditimbulkan oleh massa udara pada permukaan bumi. Udara yang menyelubungi bumi ini adalah benda gas dan mempunyai massa.
Alat untuk mengukur tekanan udara disebut barometer. Barometer yang dapat mencatat sendiri disebut barograf. Besarnya tekanan udara di permukaan bumi adalah 76 cm Hg atau 760 mm Hg atau satu atmosfer.

4.     Angin

Angin adalah udara yang bergerak dari daerah bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah yang bertekanan rendah (minimum). Tekanan udara minimum disebut depresi. Jadi, angin ditimbulkan oleh perbedaan tekanan udara. Tekanan udara disebabkan oleh Tmperatur/suhu yang berbeda. Daerah yang temperaturnya tinggi, tekanan udaranya rendah, sedangkan daerah yang temperaturnya rendah, tekanan udaranya tinggi (maksimum).

Hal penting yang perlu diperhatikan dalam mengamati angin, antara lain:
a.    Kecepatan angin,
b.    Kekuatan angin,
c.    Arah angin.

5.     Awan
Awan adalah kumpulan tetesan air (kristal-kristal es) dalam udara di atmosfer yang terjadi karena adanya pengembunan/pemadatan uap air yang terdapat dalam udara setelah melampaui keadaan jenuh. Awan yang menempel di permukaan bumi disebut kabut.
Secara garis besar awan mempunyai tiga bentuk, yaitu :

Jenis-jenis awan

1. Awan sirus (cirrus) atau awan bulu adalah awan yang tipis seperti serat atau seperti bulu. Sangat tinggi dan biasanya terdiri dari kristal-kristal air.
2. Awan stratus atau awan berlapis adalah awan yang rata, hampir tidak mempunyai bentuk tertentu. Biasanya berwarna kelabu dan menutup langit pada daerah yang luas.
3. Awan kumulus atau awan bergumpal adalah awan tebal dengan gerakan vertikal. Di bagian atas berbentuk setengah bulatan (dome) atau seperti kubis dan di bagian bawahnya rata

6.    Kelembaban Udara
Kelembaban udara adalah banyaknya uap air yang terkandung di dalam udara. Besar kecilnya uap air di udara merupakan indikator terjadinya hujan (presipitasi). Untuk mengetahui kelembaban udara digunakan alat ukur higrometer.
Kelembaban udara dibedakan menjadi dua macam yaitu:

1. Kelembaban mutlak (absolut) yaitu bilangan yang menunjukkan berapa gram uap air yang tertampung dalam satu meter kubik udara.
2. Kelembaban nisbi (relatif) yaitu bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antarjumlah uap air yang ada dalam udara dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut. Rumus:

Kelembaban nisbi =    Kelembaban mutlak udara x 100%  
                                   Nilai jenuh udara

7.    Curah Huian (Presipitasi)
Curah hujan adalah banyaknya air-hujan atau kristal es yang jatuh hingga permukaan bumi. Alat yang digunakan untuk mengukur curah hujan adalah ombrometer. Curah hujan dihitung dalam 24 jam sehingga akan ditemukan curah hujan harian, bulanan, dan tahunan. Cara mengukur curah hujan dalam sehari adalah dengan menghitung intensitas hujan dalam 24 jam. Cara mengukur curah hujan dalam sebulan adalah dengan menjumlah curah hujan tiap hari selama satu bulan, sedangkan cara menghitung curah hujan dalam setahun adalah menjumlah curah hujan tiap-tiap bulan selama satu tahun. Jumlah curah hujan dalam satu bulan, jika kurang dari 60 mm disebut bulan kering, 60-100 mm disebut bulan lembab, dan lebih dari 100 mm disebut bulan basah.

8.    Massa Udara
Massa udara merupakan kumpulan udara pada daerah yang luas dan memiliki ciri-ciri sama, yaitu temperatur dan kelembaban seragam (homogen).

Klasifikasi Tipe Iklim

1.    lklim Matahari
Pembagian iklim matahari didasarkan pada kedudukan matahari terhadap muka bumi. Iklim matahari dibedakan menjadi empat daerah iklim, yaitu:

1. Daerah iklim tropik, terletak antara 23,5°LU-23,5°LS. Cirinya: suhu udara selalu tinggi dan curah hujan juga tinggi.
2. Daerah iklim subtropik, terletak antara 23,5°LU-40°LS. Cirinya: tekanan udara selalu tinggi dan kering. Oleh karena itu, wilayah ini banyak dijumpai gurun pasir dan sabana.
3. Daerah iklim sedang, terletak antara 40°-66,5°LU/LS. Cirinya: daerah ini memiliki empat musim yaitu panas, gugur, dingin, dan semi.
4. Daerah iklim dingin atau kutub, terletak antara 66,5°LU-90°LS.

2.    Iklim Fisis
Iklim fisis didasarkan pada keadaan yang sesungguhnya di permukaan bumi. Tipe-tipe iklim fisis antara lain:

1. Iklim kontinental (iklim darat)
   Iklim ini dipengaruhi oleh angin darat, yang ditandai dengan amplitudo suhu harian yang tinggi dan amplitudo suhu tahunan yang juga tinggi. Curah hujan sedikit dan hanya sebentar, disertai angin topan.
2. Iklim maritim (iklim laut)
   Iklim ini dipengaruhi oleh angin laut, yang ditandai dengan amplitudo suhu harian kecil, rata-rata suhu tahunan juga kecil, banyak awan, dan hujan disertai badai.
3. Iklim dataran tinggi (pegunungan)
   Iklim ini dipengaruhi oleh angin pegunungan, yang ditandai dengan amplitudo suhu harian besar, tekanan udara rendah, udara kering, sinar matahari sangat terik, dan jarang turun hujan.
4. Iklim muson (musim)
   Iklim muson terdapat di daerah-daerah yang dilalui oleh angin muson yang berganti arah setiap enam bulan sekali yang ditandai oleh setengah tahun bertiup angin yang menimbulkan hujan dan berikutnya bertiup angin yang akan menimbulkan musim kemarau.

3.    Klasifikasi Koppen
Klasifikasi Koppen didasarkan pada curah hujan dan temperatur. Koppen membagi iklim menjadi lima tipe iklim yaitu:

1. Iklim A atau iklim hujan tropis (tropical rainy climates). Daerah yang beriklim ini temperatur bulan terdingin 18°C, curah hujan tahunan tinggi, dan curah hujan bulanan lebih dari 600 mm.
2. Iklim B atau iklim kering/gurun (dry climates), dengan curah hujan lebih sedikit dari penguapan.
3. Iklim C atau iklim sedang (humid mesothermal climates), dengan temperatur antara -3°C sampai 8oC
4. lklim D atau iklim dingin (humid microthermal climates), dengan temperatur rata-rata bulan terdingin kurang dari -3°C dan temperatur rata-rata bulan terpanas lebih dari 10°C
5. Iklim E atau iklim kutub (polar climates), dengan temperatur rata-rata bulan terpanas kurang dari 10°C

4.    Klasifikasi Schmidt-Ferguson
Klasifikasi ini didasarkan pada perhitungan indeks nilai Q dengan cara menghitung jurnlah curah hujan tiap-tiap bulan. Berdasarkan curah hujan yang dihubungkan dengan tingkat kebasahan dapat diklasifikasikan oleh Mohr sebagai berikut.
a.    Bulan kering      : curah hujan antara 0-60 mm/bulan
b.    Bulan lembab    : curah hujan antara 60--100 mm/bulan
c.    Bulan basah       : curah hujan I di atas 100 mm/bulan
Adapun rumus perhitungan nilai Q adalah sebagai berikut:

Q = Rata- rata bulan kering x 100%
          Rata - rata bulan basah
Schmidt-Ferguson membagi iklim di Indonesia menjadi delapan tipe yaitu:
a.   Iklim A; sangat basah, nilai Q    = 0-14,3%
b.   Iklim B; basah, nilai            Q   = 14.3-33,33%
c.   Iklim C; agak basah, nilai    Q   = 33,3-60%
d.   Iklim D; sedang, nilai          Q   = 60-100%
e.   Iklim E; agak kering, nilai    Q   = 100-167%
f.    Iklim F; kering, nilai            Q   = 167-300%
g.   Iklim G; sangat kering, nilai  Q  = 300-700%
h.   Iklim H; luar biasa kering, nilai Q    = >700%

5.    Klasifikasi Oldeman
Klasifikasi Oldeman didasarkan atas jumlah bulan basah secara berurutan dan banyaknya bulan kering.

6.    Klasifikasi F.W. Junqhuhn
Dasar klasifikasi yang digunakan oleh Junghuhn adalah ketinggian tempat dan jenis tanaman yang tumbuh. Junghuhn membagi iklim menjadi empat zona, yaitu:

1. Daerah panas, ketinggian 0-600 m dengan temperatur 26,3°C-22°C
   Jenis tanaman yang tumbuh: karet, kopi, jagung, padi, kelapa, dan coklat.
2. Daerah sedang, ketinggian 600-1.500 m dengan temperatur 22°C-17,1°C
   Jenis tanaman yang tumbuh: teh, king, kopi, padi, tembakau, bunga, dan sayuran.
3. Daerah sejuk, ketinggian 1.500-2.500 m dengan temperatur 17,1°-11,1°C
   Jenis tanaman yang tumbuh: kopi, teh, kina, dan sayuran.
4. Daerah dingin, ketinggian di atas 2.500 m dengan temperatur kurang dari 11,1°C Tidak ada tanaman budidaya, yang dapat tumbuh adalah lumut.