STRUCTURE OF THE ATMOSFER (STRUKTUR ATMOSFER)

Bila kita melihat atmosfer dari tanah, dia nampak sangat tebal. Akan tetapi ketika dibandingkan dg ketebalan (jari2) bumi padat, atmosfer adalah lapisan yg sangat dangkal. Batas bawah atmosfer adalah permukaan bumi, tetapi, tdk ada batas atas yg dapat didefinisikan. Ketika bergerak menjauh dari permukaan bumi, atmosfer dg cepat menipis dan secara perlahan bergabung dg ruang hampa. Satu cara menguji bentangan vertikal atmosfer adalah dg mengukur perubahan tekanan udara. Jika kita dpt membatasi kolom udara 1 inci kuadrat yg membentang dari permukaan bumi (di muka laut) hingga puncak atmosfer, beratnya akan 14.7 pounds. Jika timbangan dibawa ke atas lebih tinggi dan lebih tinggi lagi, berat kolom udara akan berkurang dg cepat. Pd ketinggian 5.6 km (3.5 mil) berat udara diatasnya hanya setengah nilai di permukaan. Pd ketinggian 10.5 km (6.5 mil), berat udara kurang dari seper-empat nilai di permukaan.

Variasi densitas udara di atmosfer 

Densitas menunjukkan jumlah molekul udara dlm volume tertentu. Pd diagram menggambarkan densitas atmosfer berkurang dg cepat thd kenaikan ketinggian. Ahli meteorologi modern tdk menyatakan tekanan udara dlm pound per square inch. Agaknya mereka menggunakan satuan yg dikenal sbg millibars. Tekanan muka laut rata2 = 14.7 pounds per square inch, yg adalah ekivalen dg 1013.2 millibars (mb). Tabel data menunjukkan distribusi rata2 vertikal tekanan udara. Informasi pengeplotan pd grafik adalah suatu cara yg umum dan berguna utk penyajian data. Plot data utk 5, 10, 20, 30, dan 40 km pd grafik. Tarik setiap titik dari tabel ke lokasi yg tepat pd grafik. Setelah seluruh data diplot, tarik garis yg menghubungkan seluruh titik. Secara ringkas, data pd perubahan tekanan vertikal menunjukkan bhw sejumlah besar gas yg membentuk atmosfer berada dekat dg permukaan bumi dan bhw atmosfer secara perlahan bergabung dg ruang hampa.

Struktur Thermal Atmosfer

Setiap orang yg menaiki gunung yg tinggi atau mendengarkan laporan pilot ttg temperatur diluar pesawat mengetahui bhw temperatur udara biasanya turun dg kenaikan ketinggian. Temperatur kenyataannya berfluktuasi dg kenaikan jarak dari permukaan bumi. Atmosfer secara vertikal dibagi menjadi 4 lapisan berbasis temperatur. 

Lapisan dasar, dimana kita tinggal, dinamakan troposfer. Istilah troposfer diturunkan dari bhs Yunani “tropos” (=perubahan); dan adalah petunjuk percampuran nyata dari udara secara vertikal di lapisan tsb. Sumber utama energi atmosfer adalah radiasi yg dipancarkan dari permukaan bumi. Di troposfer, makin jauh dari permukaan bumi, temperaturnya makin rendah. Perubahan temperatur vertikal di troposfer dikenal sbg environmental lapse rate (ELR). ELR merupakan angka yg berubah, tetapi harga rata2-nya adalah 6.5C per km (3.5F per 1000feet). Rata2 ELR sebesar 6.5C per km dinamakan normal lapse rate. ELR aktual ditentukan dg menggunakan radiosonde, yg merupakan paket instrumen yg digantungkan pd balon yg mentransmisikan data dg gelombang radio ketika naik menembus troposfer. Penurunan temperatur berlangsung hingga rata2 ketinggian 11 atau 12 km. Batas atas troposfer dinamakan tropopause.

Di atas troposfer adalah stratosfer. Di sini, temperatur mula2 tetap, kemudian secara perlahan naik hingga ketinggian sekitar 50 km (30 mil). Alasann tingginya temperatur di stratosfer adalah bhw ozon atmosfer terkonsentrasi di lapisan tsb. Ozon adalah molekul oksigen yg mengandung 3 atom oksigen. Ini tdk sama spt oksigen yg kita hirup yg mempunyai 2 atom per molekul. Simbol kimia utk ozon adalah O3. Ozon menyerap radiasi UV yg memanasi udara di stratosfer. Pd kenyataannya ozon melindungi kehidupan di permukaan bumi dari penerimaan dosis radiasi UV yg mematikan. 

Di atas stratosfer, adalah mesosfer. Di sini temperatur turun hingga nilai terendah dari atmosfer. Hanya sekitar 0.1% dari atmosfer terletak di atas stratosfer, dan mayoritas utama dari kuantitas yg sangat kecil tsb terdapat di mesosfer. Ini artinya bhw udara di thermosfer mewakili hanya bagian kecil dari massa atmosfer kita. Temperatur naik di termosfer krn penyerapan gelombang yg sangat pendek dari radiasi matahari energi tinggi oleh atom tunggal dari oksigen dan nitrogen. Karena gas2 di termosfer bergerak pd kecepatan yg sangat tinggi, temperatur udara menjadi tinggi. Tetapi gas2 sedemikian jarangnya shg secara kolektif mereka memiliki kuantitas energi yg tdk signifikan. Tdk ada batas atas yg nyata pd termosfer (yaitu, tdk ada thermopause) krn atmosfer secara perlahan bergabung dg ruang hampa.