Urutan Susunan Lapisan Atmosfer Bumi

5 Lapisan Atmosfer Bumi dan Urutan Susunannya - Atmosfer merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaan padat dan cair pada bumi. Selubung ini membentang ke atas sejauh beratus-ratus kilometer, dan akhirnya berjumpa dengan medium antar planet yang berkerapatan rendah dalam metode tata surya kita.

Perlu sobat pahami bahwa semakin tinggi atmosfer maka kerapatan dan suhunya kian rendah. Hal ini dapat terlihat dikala kita pergi ke puncak gunung maka kita akan bernapas lebih berat daripada di lereng gunung.

Nah, pada goresan pena ini kita akan lebih memfokuskan pembahasan urutan susunan lapisan atmosfer bumi menurut pergantian sifat fisik berupa tekanan dan temperatur.

Apa itu Atmosfer Bumi?

Sesungguhnya, atmosfer bumi tidak jauh berlainan dengan lautan yang membungkus permukaan bumi. Keduanya ialah fluida yang membungkus permukaan bumi dan terikat secara gravitasi.

Perbedaan yang mendasar antara atmosfer dan lautan ialah bahwa atmosfer merupakan campuran gas yang dapat dikompresi atau terekspansi, sedangkan lautan berisi cairan yang relatif tidak terkompresi.

Lihat lebih lengkap tentang: Pengertian Atmosfer Bumi

Kemampuan kompresi dan ekspansi atmosfer secara substansial dipengaruhi oleh tekanan sehingga menyebabkan berbagai fenomena atmosfer mirip angin, mendung, hujan, iklim, cuaca, dan sebagainya (Petty, 2008).

Secara umum, atmosfer dipelajari dengan membaginya menjadi dua bagian regional yaitu : atmosfer regional rendah (lower) dan atmosfer regional atas (upper). Regional bawah adalah atmosfer dari permukaan bumi sampai ketinggian kira-kira 50 km. Ilmu untuk regional ini merupakan ilmu meteorologi. Sedangkan ilmu regional atmosfer atas (> 50 km), dikenal dengan ilmu aeronomi.

Oleh para jago, pembagian lapisan atmosfer dilakukan dalam beberapa cara. Ada yang membaginya menurut pergantian sifat fisik berbentuktekanan dan temperatur, ada pula yang berdasarkan kehomogenan komposisi dan kerapatan gas penyusun atmosfer pada setiap ketinggian (altitude).

Urutan Lapisan Atmosfer Bumi

Berdasarkan sifatnya, atmosfer bumi terbagi atas 5 lapisan. Susunan urutannya mulai dari bawah (permukaan bumi) hingga ke atas yaitu : Lapisan Troposfer, Lapisan Stratosfer, Lapisan Mesosfer, Lapisan Termosfer, dan Lapisan Eksosfer.

Gambar Lapisan-lapisan atmosfer, komposisi, profil, dan temperaturnya.

Lapisan Troposfer

Ciri-ciri atau karakteristik lapisan troposfer yaitu lapisan ini ialah lapisan atmosfer yang paling akrab dan berinterakasi pribadi dengan permukaan bumi hingga pada ketinggian rata-rata 11 km. Temperatur rata-ratanya 15 derajat celcius dipermukaan laut dan akan menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian hingga kira-kira -56 derajat celcius pada bagian atas (tropopause). Tropopause merupakan lapisan transisi antara troposfer dan stratosfer.

Lapisan troposfer khususnya disusun oleh gas-gas poliatomik yang memiliki densitas relatif lebih besar. Gas-gas rumah beling (GKR), oksigen dan nitrogen sungguh dominan di lapisan ini. Uap air, awan, hujan (presipitasi), merupakan variable gas yang sungguh besar lengan berkuasa pada fenomena troposfer.

Manfaat atau fungsi lapisan troposfer yaitu mempertahankan suhu atmosfer semoga tetap hangat untuk menopang reaksi kimia dan biokimia di permukaan bumi. Hal ini lebih banyak dilaksanakan oleh gas-gas rumah kaca (GKR) selaku konstituen atmosfer.

Dalam termodinamika kimia, zat-zat poliatomik ini menyerap energi tinggi (UV panjang atau IR) dan setelah mengalami proses internal molekul (dilatasi, translasi, dan sebagainya) akan mengemisikan kembali dalam bentuk spektrum dengan energi labih rendah (gelombang lebih panjang dan panas).

Lapisan Stratosfer

Ciri atau karakteristik lapisan stratosfer adalah berada pada ketinggian rata-rata 11 km sampai kira-kira 50 km, temperatur rata-rata naik dari -56 derajat celcius hingga -2 derajat celcius di bagian atas (stratopause). Stratopause merupakan lapisan transisi antara stratosfer dan mesosofer. Kenaikan temperatur yang terjadi khususnya alasannya adalah penyerapan radiasi ultraviolet oleh lapisan ozon di atmosfer.

Dibagian atas lapisan ini terjadi perembesan spektrum ultra violet (UV) energi yang lebih tinggi alasannya makin banyaknya molekul-molekul poliatomik. Sedangkan di bagian yang lebih bawah, peresapan spektrum UV lebih rendah, sepadan dengan penurunan jumlah molekul poliatomik dan meningkatnya molekul diatomik atau monoatomik.

Lapisan stratosfer bab atas didominasi oleh proses pembentukan ozon dengan menyerap energi UV tinggi, dan meradiasikan IR tinggi. Sedangkan bagian bawah, didominasi oleh proses pemecahan ozon dengan menyerap UV lebih rendah, dan meradiasikan IR lebih rendah dibanding bagian atas.

Fungsi stratosfer yang paling utama yaitu untuk melindungi permukaan bumi dari radiasi Ultra Violet (UV) yang berlebihan. Kita pahami bersama bahwa spektrum yang diradiasikan matahari sungguh kompleks, dari paket energi sungguh tinggi hingga paket energi sangat minim. Sehingga ada yang sungguh diharapkan sebagai sumber energi di kehidupan bumi, tetapi adapula yang tidak mampu diterima oleh metode kehidupan di bumi.

Lapisan Mesosfer

ciri atau karakteristik lapisan mesosfer yaitu berada pada ketinggian rata-rata 50 km sampai dengan 85 km dari permukaan bumi. Profil temperaturnya sama dengan troposfer, menurun dengan bertambahnya ketinggian, dari -2 derajat celcius hingga sekitar -92 derajat celcius pada bagian lapisan paling atas (mesopause). Mesopause merupakan lapisan transisi antara mesosfer dan termosfer.

Di daerah mesosfer kadang teramati fenomena aurora, alasannya adalah terjadi proses ionisasi gas-gas penyusunnya. Gas-gas mendapatkan radiasi spektrum energi lengkap dari matahari. Spektrum energi tinggi ini yang sungguh kuat pada orbital elektron setiap atom, sehingga terjadi proses-proses yang berkaitan dengan ionisasi.

Pada lapisan mesosfer konsentrasi gas ozon kian menyusut tajam saat altitude makin tinggi, sehingga UV terserap juga makin sedikit. Sebagai balasannya suhu kian ke atas akan makin turun. Laju penurunan temperatur tersebut dilaporkan rata-rata 0,4 derajat celcius per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) yang demikian membuktikan mesosfer memiliki kesetimbangan termal negatif.

Lapisan Termosfer

Ciri atau karakteristik lapisan termosfer adalah mulai pada ketinggian 85 km hingga dengan 500 km. Termosfer berisi lapisan gas dengan kerapatan rendah dan profil temperatur mampu naik sampai 1200 derajat celcius.

Kenaikan terjadi karena absorpsi radiasi dengan panjang gelombang <200 nm oleh jenis gas-gas penyusun termosfer. Temperatur pada lapisan termosfer ini sangat tergantung pada aktifitas matahari (sunspots atau flares)

Fungsi termosfer ialah ialah kawasan terjadinya ionisasi partikel-partikel yang mampu memberikan imbas pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek. Pada lapisan ini juga, molekul-molekul gas mirip oksigen (O2) akan bertindak selaku emitter IR dan mengalami reaksi dissosiasi (fotolisis) dengan energi tinggi UV gelombang pendek, sehingga terjadi kelangkaan molekul poliatomik. Kelangkaan molekul poliatomik ini mengakibatkan emisi IR rendah, dan energi tetap tersimpan pada molekul gas di kawasan ini.

Lapisan Eksosfer

Eksosfer ialah lapisan udara kelima, eksosfer terletak diatas termosfer sampai pada ketinggian sekitar 1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atom-atom secara tidak beraturan.

Lapisan eksosfer ialah lapisan paling panas dan molekul udara dapat meninggalkan atmosfer hingga ketinggian 3.150 km dari permukaan bumi. Lapisan ini sering disebut pula dengan ruang antar planet dan geostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, sebab merupakan tempat terjadi kehancuran meteor dari angkasa luar.

Demikian penjelasan singkat tentang urutan lapisan atmosfer bumi, agar sobat bisa menyebarkan materi ini sesuai dengan disiplin ilmu masing-masing, karena ilmu geologi, geografi, astronomi, tanah, dan sebagainya sungguh berafiliasi dengan atmosfer.

Referensi: Petty, Grant W. A First Course in Atmospheric Thermodynamics. 1st. Madison, Wisconsin: Sundog Publisher, 2008. Holton, J.R, P.H. Haynes, M.E. McIntyre, A.R. Douglass, R.B. Rood, and L. Pfister. "Strattosphere-troposphere exchange."Rev. Geophysics. vol 33, 1995: 403-439. Manahan, Stanley E. The Atmosphere and Atmospheric Chemistry-Environmental Chemistry. Boca Raton: CRC Press LLC, 2000.
Sumber https://www.geologinesia.com/