4 Fungsi Atmosfer dan Lapisannya

Singkatnya atmosfer bisa diartikan sebagai lapisan udara pelindung bumi. Namun secara bahasa (etimologi), atmosfer berasal dari bahasa latin ‘atmosphaera’ yang terdiri dari kata ‘atmos’ berarti uap air atau udara (vapor) dan ‘spharia’ berarti lapisan (sphere). Nama atau istilah atmosfer ini baru dikenal pada tahun 1630-an setelah pertama kalinya dilakukan penelitian dengan mengkaitkannya pada bulan. Padahal sebagaimana kita ketahui bahwa bulan tidaklah memiliki selapis atmosfer pun.

Lapisan bumi pada atmosfer

Lapisan udara yang dimaksud dalam atmosfer merupakan campuran dari gas, uap air, dan debu. Kandungan gas sendiri seperti yang kita tahu memiliki peran penting bagi kehidupan, yaitu oksigen 20,97%, karbon dioksida 0,04%, dan sisanya adalah gas-gas lain. Gas dengan kandungan terbanyak ialah nitrogen sebesar 78,17%.

Lapisan atmosfer sendiri sebenarnya merupakan lapisan bumi yang dibagi beradarkan susunan kimianya, yang terdiri dari:

• Bagian padat (lithofer), terdiri dari tanah dan batuan.
• Bagian cair (hidrosfer), terdiri dari laut, danau, dan sungai yang kesemuanya merupakan bentuk ekosistem perairan.
• Bagian udara (atmosfer), menyelimuti seluruh permukaan bumi yang terdiri dari troposfer, stratosfer (ozonosfer), mesosfer, termosfer (ionosfer), dan eksosfer (lapisan antar planet karena merupakan lapisan terluar atau geostasioner; karena tempat orbit beredarnya satelit).
• Bagian tempat tinggal dari berbagai jenis organisme (biosfer).

Secara umum, atmosfer yang merupakan lapisan bagian udara dengan 5 lapisan yang ada di dalamnya memiliki fungsi secara umum yang sangatlah penting bagi kelangsungan hidup semua makhluk hidup yang ada di bumi.

Adapun fungsi atmosfer tersebut, antara lain:

1. Mengurangi radiasi cahaya matahari yang sampai ke bumi pada siang hari, sedangkan pada malam harinya ialah sebagai penghilang rasa panas yang berlebihan. Pengurangan radiasi ini sangatlah penting karena apabila sinar matahari sampai ke bumi dalam keadaan 100%, maka bisa dipastikan bahwa tak akan ada makhluk hidup yang bisa bertahan hidup di bumi karena panasnya termasuk juga manusia. Salah satu sinar yang dihambat atau dikurangi radiasinya adalah sinar ultraviolet, yang apabila tidak dikurangi akan sangat berbahaya bagi kulit dan mata dan bisa menjadi penyebab pemanasan global pada bumi .
2. Sebagai pendistribusi air ke berbagai penjuru permukaan bumi, yaitu dikenal dengan sebutan siklus hidrologi. Atmosfer di sini memiliki peranan sebagai penampung uap air sehingga air di permukaan bumi tidak hanya akan terkumpul pada tempat yang paling rendah saja.
3. Penyedia oksigen dan karbon dioksida. Sebagaimana kita ketahui bahwa manusia dan hewan memerlukan oksigen untuk bernapas dan tumbuhan memerlukan karbon dioksida memerlukan karbon dioksida untuk bernapas serta membuat makanannya sendiri yang dikenal dengan sebutan proses fotosintesis.
4. Sebagai penahan bagian sistem tata surya seperti meteor yang akan jatuh ke bumi. Di mana peran atmosfer di sini sangatlah nyata. Atmosfer berfungsi sebagai pengikis atau pengurang volume meteor yang jatuh ke bumi. Sebagian meteor mungkin memang gagal jatuh ke bumi, namun ada juga yang berhasil jatuh. Meteor yang tak terhambat inilah yang akan dikikis atau dikurangi volumenya menjadi lebih kecil sebelum menyentuh permukaan bumi. Dalam artian, volume meteor yang jatuh sudah dalam keadaan kecil sehingga memiliki dampak yang tak terlalu berbahaya bagi makhluk hidup yang ada di bumi termasuk manusia.

Jenis-jenis Lapisan Atmosfer

Pada lapisan atmosfer terdapat pergerakan massa udara yang menyebabkan tekanan udara yang berbeda-beda di dalamnya sehingga menimbulkan sebuah arus angin. Pergerakan tersebut disebabkan oleh adanya udara yang bergerak di dalam atmosfer akibat pemanasan sinar matahari dan rotasi bumi.

Berikut lapisan-lapisan atmosfer berdasarkan perbedaan suhu atau tekanan udara secara vertikal dimulai dari yang terbawah, antara lain :

1. Troposfer

Lapisan troposfer merupakan lapisan paling bawah, di mana terbentang dari permukaan bumi hingga mencapai ketinggian 8 km pada daerah kutub dan 18 km pada daerah garis khatulistiwa. Lapisan inilah yang sangat berpengaruh akan kehidupan makhluk hidup di bumi karena letaknya yang paling dekat dengan permukaan bumi.

Fungsi dari lapisan troposfer adalah sebagai penyeimbang panas permukaan bumi, di mana terkandung uap air dan karbon dioksida. Lapisan inilah yang menjadi tempat timbulnya gejala perubahan cuaca dan iklim, seperti tekanan udara, kelembaban udara, suhu, angin, hujan, dan lainnya.

Lapisan troposfer sendiri masih terbagi menjadi empat bagian, yaitu :

• Lapisan udara dasar – Lapisan ini memiliki tebal 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang mempengaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam lapisan tanah, di mana keadaan udaranya juga bergantung pada keadaan fisik muka bumi, seperti jenis tanaman, ketinggian dpl (di atas permukaan laut), dan lainnya.
• Lapisan udara bawah – Lapisan ini memiliki tebal sekitar 1 – 2 km. Sama seperti fungsi troposfer pada umumnya, lapisan ini juga merupakan tempat terjadinya perubahan suhu udara dan penentuan iklim.
• Lapisan udara adveksi – Lapisan ini memiliki tebal sekitar 2 – 8 km. Fungsinya di sini jugalah sama sebagai tempat perubahan suhu akibat hawa panas dan dingin yang saling beradu, hanya saja udaranya memiliki pergerakan mendatar yang lebih besar daripada pergerakan tegak (vertikal).
• Lapisan udara tropopouse – Lapisan ini memiliki tebal sekitar 8 – 12 km dpl, yang merupakan tempat transisi antara lapisan troposfer dan lapisan stratosfer. Pada lapisan ini terjadi proses kondensasi dan jatuh kembali ke bumi dalam bentuk proses terjadinya hujan, salju maupun Kristal-kristal es, di mana suhu yang sangat rendah menyebabkan uap air tidak bisa menembus lapisan atmosfer yang lebih tinggi.

2. Stratosfer

Lapisan stratosfer merupakan lapisan kedua yang berada di atas lapisan troposfer, yang letaknya mencapai ketinggian sekitar 50 – 60 km. Lapisan ini juga sangat penting dengan adanya kandungan ozon di dalamnya. Sehingga bisa disebut juga dengan lapisan ozonosfer. Meskipun lapisan ozon mengandung mengandung zat beracun yang berbahaya bagi makhluk hidup di dalam molekul-molekulnya, namun hal ini tidak jadi bahaya karena tidak terdapat pada lapisan trotosfer.

Lapisan ozon inilah yang memiliki fungsi untuk memfilter sinar ultraviolet yang dihasilkan matahari sehingga hanya sebagian kecil saja yang mencapai permukaan bumi dan tidak lagi membahayakan bagi makhluk hidup termasuk manusia. Penyerapan sinar ultraviolet inilah yang menyebabkan bertambahnya suhu sebanding dengan ketinggiannya dari permukaan bumi hingga terhenti pada 0^oC. setelah tidak adanya perubahan suhu pada bagian teratas stratosfer inilah yang membuat pesawat seperti jet biasa melakukan penerbangannya dengan tenang tanpa khawatir akan adanya perubahan cuaca dan iklim.

Dengan pembagian lapisan yang terdiri menjadi tiga bagian, yaitu:

• Lapisan udara isoterm – Letak lapisan ini berada pada ketinggian sekitar 12 – 35 km dpl dengan suhu udara -50^oC hingga -55^oC.
• Lapisan udara panas – Letak lapisan ini berada pada ketinggian sekitar 35 – 50 km dpl dengan suhu udara -50^oC hingga +50^oC.
• Lapisan udara campuran (teratas) – Letak lapisam ini berada pada ketinggian sekitar 50 – 80 km dpl dengan suhu udara +50^oC hingga -70^oC. Pada ketinggian sekitar 30 km, oksigen akan diubah menjadi ozon karena adanya pengaruh dari sinar ultraviolet. Hal ini menyebabkan kadarnya akan mengalami peningkatan dari 5 cc menjadi 9 x 10^-2 cc dalam setiap 1 m³.

3. Mesosfer

Meosfer merupakan lapisan ketiga yang berada di atas lapisan stratosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 50 – 75 km dari lapisan stratosfer. Pada lapisan ini meteor, asteroid maupun benda asing luar angkasa lainnya terkikis dengan cara terbakar saat bergesekan apabila hendak jatuh ke permukaan bumi.

Sedemikian sehingga bisa disimpulkan bahwa fungsinya adalah sebagai pengikis atau pembakaran meteor, asteroid maupun benda asing luar angkasa lainnya yang akan jatuh ke permukaan bumi. Ada yang terkikis atau terbakar habis hingga tidak jadi jatuh, namun ada pula yang jatuh tetapi sudah dalam keadaan volume yang kecil. Pada lapisan ini mulai terjadi penurunan suhu seiring ketinggiannya, di mana sudah mulai terjadi pembentukan kristal es yang berasal dari uap air.

4. Termosfer

Termosfer merupakan lapisan keempat yang berada di atas mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 75 – 650 km. Pada lapisan inilah gas-gas akan mengalami proses ionisasi oleh sinar matahari. Sedemikian sehingga terjadi proses radiasi yang menimbulkan reaksi kimia yang menimbulkan lapisan ionosfer bermuatan listrik. Karena itu lapisan ini juga disebut lapisan ionosfer.

Fungsinya sudah jelas ialah sebagai lapisan tempat terjadi proses ionisasi gas-gas oleh sinar matahari. Di mana molekul oksigen dan gas-gas lain akan terpecah menjadi oksigen atomik dan pecahan lainnya yang menimbulkan panas sehingga terjadi peningkatan suhu udara. Partikel atau molekul yang terionisasi inilah yang nantinya mempengaruhi rambatan gelombang radio setelah saat ini sudah ditemukan satelit sebagai sarana telekomunikasi.

Pada lapisan ini yang juga merupakan lapisan ionosfer terbagi menjadi tiga bagian, yaitu:

• Lapisan udara E – Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 80 – 150 km dengan nilai rata-rata letaknya pada 100 km dpl. Pada lapisan inilah tempat sebenarnya (spesifik) terjadinya proses ionisasi tertinggi. Sebagaimana proses ionisasi telah dijelaskan di atas. Lapisan ini bersifat memantulkan gelombang radio sehingga disebut dengan lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dengan suhu udara sekitar -70^oC sampai +50^oC.
• Lapisan udara F – Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 150 – 400 km. meskipun tak disebutkan secara jelas akan fungsinya, lapisan ini juga disebut sebagai lapisan udara APPLETON.
• Lapisan udara atom – Lapisan ini terletak pada ketinggian sekitar 400 – 800 km. benda-benda yang berada pada lapisan ini berbentuk atom yang berfungsi menerima panas langsung dari matahari sehingga muncul dugaan bahwa suhunya mencapai 1200^oC.

5. Eksosfer

Lapisan eksosfer merupakan lapisan kelima sekaligus lapisan terakhir atau teratas dari atmosfer. Ketinggian untuk lapisan ini belum diketahui secara pasti karena sulitnya untuk mengetahui batas antara eksosfer dengan luar angkasa sehingga lapisan ini juga disebut lapisan antar planet di tata surya. Di samping itu, pada lapisan inilah tempat satelit beredar karena adanya orbit sehingga disebut juga lapisan geostasioner.

Oleh karena itu, fungsinya bisa juga sebagai tempat orbit beredarnya satelit. Ditambah lagi sebagai tempat penghancuran meteor, asteroid, dan benda asing luar angkasa lain yang hendak jatuh ke bumi sebelum dilanjutkan dengan pembakaran pada lapisan mesosfer ketika bergesekan. Proses penghancuran ini terjadi karena keadaan suhu yang sangat tinggi. Sedangkan untuk orbit satelit sendiri memiliki inklinasi (penyimpangan kedudukan sumbu bumi terhadap permukaan datar) sebesar 0^o, dengan gerakan satelit berada pada ketinggian sekitar 35.800 km dan bergerak dari arah barat ke timur.

Demikian fungsi atmosfer yang memiliki peranan penting dalam melindungi kelangsungan hidup yang ada di bumi, baik fungsi secara umum maupun fungsi secara khusus sesuai dengan lapisan-lapisan yang ada di dalamnya yang saling berhubungan, krusial, dan vital sekali.Oleh karena itu, jagalah bumi kita termasuk juga lapisan-lapisan pelindungnya, seperti atmosfer. Apalagi beberapa penelitian yang dilakukan baru-baru ini menyatakan bahwa lapisan ozon yang ada di atmosfer kondisi semakin tipis sehingga suatu saat nanti diperkirakan akan bolong atau berlubang. Berbagai solusi pun sedang diteliti dan diusahakan sebagai antisipasi apabila kemungkinan (ozon berlubang)tersebut benar-benar terjadi nantinya.