SOAL

1. Jelaskan definisi dari atmosfer !

2. Jelaskan komposisi penyusun atmosfer !

3. Jelaskan peranan atmosfer !

4. Jelaskan polutan preimer dan sekunder !

5. Jelaskan sifat-sifat atmosfer !

6. Jelaskan ciri khas: troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer !

7. Jelaskan proses pembentukan dan penguraian dan kegunaan gas ozon !

8. Jelaskan peranan uap air terhadap cuaca !

9. Jelaskan tentang aerosol !

JAWABAN

1. Definisi atmosfer

Atmosfer taerdiri dari kata atmos yang berarti uap dan sphaira yang

berarti bola. Atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi bumi, terdiri atas

campuran gas yang memungkinkan kehidupan di bumi dan melindungi bumi

dari benturan meteor, sinar kosmik dan radiasi. Atmosfer termasuk bagian bumi.

Karena pengaruh gaya berat, maka atmosfer berputar atau berotasi bersama-

sama bumi setiap hari, serta beredar mengelilingi matahari setiap tahun

(berevolusi). Udara yang terkandung dalam atmosfer merupakan campuran dan

kombinasi dari gas, debu dan uap air.

Atmosfer berguna untuk 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. Tebal atmosfer mancapai kurang lebih 1.000 km.

Semakin tinggi lapisan udara, tekanannya semakin rendah. Atmosfer tersusun

atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan

tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung

bertahap.

2. Komposisi penyusun atmosfer

Atmosfer bumi terdiri dari berbagai komponen gas, komponen gas

penyusun atmosfer bumi dapat dilihat pada tabel berikut:

No. Unsur Kimia Lambang Volume (%)1. Nitrogen N2 78.082. Oksigen O2 20.953. Argon Ar 0.934. Karbondioksida CO2 0.0355. Neon Ne 0.00186. Helium He 0.000157. Kripton Kr 0.000118. Methan CH4 0.000179. Xenon Xe 0.0000510. Nitrous oksida N2O 0.0000511 Hidrogen H2 0.00005

Gas penyusun atmosfer Bumi memiliki banyak manfaat untuk kehidupan

manusia antara lain:

a. Nitrogen

Merupakan unsur gas yang paling besar prosentasenya di

atmosfer. Gas nitrogen sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan tanaman.

Gas nitrogen sering juga digunakan sebagai bahan dasar industri pupuk

b. Oksigen

Oksigen merupakan unsur gas yang sangat diperlukan untuk

pernafasan manusia dan mahluk hidup lainnya seperti hewan dan

tumbuhan. Komposisi oksigen dalam atmosfer mencapai 21%, oksigen

terdapat di perairan terutama perairan laut dangkal dan di daratan sampai

batas ketinggian tertentu di atas permukaan air laut, semakin tinggi

tempat suatu wilayah dari permukaan air laut, lapisan oksigennya

semakin tipis. Karena ada oksigen kita dapat bernafas, menyalakan lilin

dan lainnya.

c. Argon

Argon simbolnya Ar, merupakan elemen gas terbesar ke tiga di

atmosfer Bumi setelah unsur gas nitrogen dan oksigen. Nama elemen

Argon, diambil dari bahasa Yunani Argos yang artinya tidak aktif, karena

Argon tidak mudah ber-reaksi dengan elemen lain. Argon digunakan

bersama dengan gas Neon dalam industri listrik untuk mengisi lampu

neon. Gas Argon berwarna biru. Lampu neon yang diisi dengan Gas

Argon lebih hemat listrik dibandingkan lampu listrik biasa.

d. Karbondioksida (CO2)

Karbondioksida merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau dan

gas asam yang ringan. Karbondioksida disebut juga gas asam karbon,

molekulnya terdiri dari 1 atom karbon dan 2 atom oksigen, disimbolkan

CO2. Karbondioksida sering disebut udara campuran.

Beberapa manfaat Gas Karbondioksida :

Karbondioksida digunakan untuk memproduksi Sodium Carbonat

Na2CO3, sodium bikarbonat NaHC03 dan bahan kimia lainnya

yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia.

Gas Karbondioksida bersifat tidak mudah terbakar dan dapat

melokalisir panas, itu sebabnya digunakan sebagai pengisi tabung

pemadam kebakaran.

Gas Karbondioksida dibutuhkan dalam pernafasan dan fotosintesis

tumbuhan.

Kandungan Karbondioksida dalam jumlah yang banyak di atmosfer

dapat menyebabkan polusi udara sehingga menimbulkan gangguan pada

pernafasan mahluk hidup, misalnya sesak nafas pada manusia.

e. Neon

Neon adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan non

reaktif. Neon termasuk gas mulia seperti halnya Gas Helium, Argon,

Kripton, Xenon dan Radon.

Kegunaan Gas Neon adalah sebagai berikut:

Dimanfaatkan untuk lampu neon Kota di malam hari

Keperluan iklan

Dapat dimanfaatkan untuk indikator tegangan tinggi

Dimanfaatkan dalam dunia kedokteran, misalnya untuk membantu

melihat hasil rontgen

f. Methan (CH4)

Gas Methan terdiri dari Carbon dan Hidrogen. Methan adalah gas

yang tidak berwarna berbau, mudah terbakar dan lebih ringan dari udara.

Di beberapa planet seperti Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus,

methan merupakan komponen besar di dalam atmosfernya.

Methan digunakan sebagai bahan bakar karena Gas Alam yang

digunakan sebagai bahan bakar mengandung 85% Gas Methan (CH4),

10% Etane (C2H6) dan selebihnya adalah Propane (C3H8), Butane

(C4H10), Pantene (C5H2) dan Alkane.

g. Helium

Helium berasal dari bahasa Yunani Helios, yang artinya Matahari.

Helium termasuk gas mulia, lebih ringan dari udara, sehingga

dimanfaatkan untuk pengisi balon gas dan balon udara. Helium juga

digunakan untuk bahan bakar yang dapat menggerakan mesin roket.

h. Hidrogen

Hidrogen digunakan pada industri kimia, untuk membuat amonia

(NH3), kegunaan amonia antara lain untuk membuat pupuk. Para ahli

metalurgi menggunakan hidrogen untuk memisahkan logam murni

dengan oksida, contohnya digunakan untuk menghasilkan lembaran

tembaga.

i. Xenon

Xenon berasal dari bahasa Yunani, Xenon yang artinya asing.

Xenon merupakan gas mulia, tidak berwarna dan tidak berbau, Gas

Xenon tidak ber-reaksi dengan elemen lain, sehingga banyak digunakan

untuk pekerjaan yang berhubungan dengan lingkungan pada industri

kimia dan indusri elektronik.

3. Peranan atmosfer

Atmosfer sebagai pelindung bumi memiliki peranan-peranan penting

sebagai berikut:

a. Memberikan perlindungan terhadap benda-benda angkasa luar yang bisa

masuk ke bumi (meteor, radiasi, komet).

b. Sebagai stabilisator unsur-unsur cuaca.

Sebagai pemantul sinar yang akan masuk ke permukaan bumi.

Suatu cahaya yang mengenai suatu permukaan apakah

permukaan tanah, air, tanaman maupun udara, maka sebagian cahaya

yang datang tersebut dipantulkan kembali ke luar atmosfer.

Kemampuan suatu permukaan atmosfer dalam memantulkan cahaya

sangat dipengaruhi oleh warna permukaan. Bila permukaan berwarna

putih, yaitu bila komponen atmosfer yang dominan pada saat itu uap

air, maka kemampuan untuk memantulkan cahaya relatif lebih besar.

Sehingga apabila bagian dari cahaya yang sampai di permukaan

atmosfer banyak yang dipantulkan, bagian yang diserap atau

ditransmisikan lebih rendah.

Sebagai penyerap radiasi yang akan masuk ke permukaan bumi.

Beberapa gas yang terdapat di atmosfer mempunyai peranan

sebagai penyerap sinar matahari. Gas Nitrogen, Oksigen dan Ozon

berperan sebagai penyerap UV, sehingga dengan adanya atmosfer,

sinar UV yang sampai ke permukaan bumi sedikit (± 9%). Sedikitnya

UV yang sampai ke permukaan bumi erat kaitannya dg besarnya

konsentrasi gas penyerapnya, yaitu Nitrogen (78,08%), Oksigen

(20,95%). Selain gas-gas tersebut, masih banyak gas-gas lain yang

berperan sebagai penyerap sinar matahari: CO, CO2 dan uap air.

c. Mengurangi pelepasan energi dari permukaan bumi.

Keberadaan kumpulan gas-gas, uap air dan partikulat di atmosfer

disamping sebagai filter radiasi mata hari yang sampai ke permukaan

bumi, juga berperan sbg penghambat terjadinya pelepasan energi dari

permukaan bumi secara berlebihan.

Jika tidak ada atmosfer, proses pelepasan energi dari permukaan

bumi (reradiasi) akan sangat besar, sehingga fluktuasi suhu sangat tinggi.

Karena pada waktu siang hari energi yang sampai ke permukaan bumi

sangat tinggi, karena tidak ada atmosfer yang menghalangi sinar yang

masuk Pada malam hari : pelepasan energi berlangsung sangat banyak

suhu akan sangat rendah. Adanya atmosfer akan menghambat laju

pelepasan energi serta memantulkan kembali radiasi yang dilepas oleh

bumi, sehingga pada malam hari di permukaan bumi terasa lebih hangat.

d. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah di permukaan bumi.

Peran penting atmosfer lainnya adalah dalam mendistribusikan

air antar wilayah di permukaan bumi. Peran perndistribusiaan air oleh

atmosfer dapat dilihat pada siklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang

mampu menampung uap air, maka seluruh air pada PB akan mengumpul

pada tempat-tempat yangpaling rendah. Sungai-sungai akan kering,

seluruh air tanah akan merembes ke laut. Air hanya akan mengumpul di

laut atau samudra.Dengan adanya atmosfer yang mampu menampung

uap airhasil proses evaporasi, transpirasi atau evapotrasnpirasi, air

(dalam bentuk uap) dapat diangkut ke berbagai tempat di muka bumi.

Pendistribusian air oleh atmosfer ini membuka peluang bagi makluk

hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi jika

syarat tumbuh lainnya terpenuhi.

e. Menyediakan O2, CO2 dan N2 sebagai sumber kehidupan organisme di

permukaan bumi.

Makluk hidup butuh Oksigen untuk pernafasan (respirasi) agar

dihasilkan cukup energi untuk menunjang aktivitas dan pertumbuhannya.

Tumbuhan juga membutuhkan CO2 sebagai bahan baku untuk sintesis

karbohidrat, melalui fotosintesis. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga

dapat diperoleh dari atmosfer. Karbohidrat yang dihasilkan tumbuhan

inilah yang kemudian dikonsumsi oleh makluk hidup lainnya,

sebagaimana yang dikenal dalam rantai makanan. Disamping itu N2 yang

dibutuhkan dalam sintesa protein juga dapat diperoleh dari atmosfer.

4. Polutan primer dan polutan sekunder

Polusi adalah masuknya makluk hidup, zat energi, atau komponen lain

dalam lingkungan atau perubahan tatatnan lingkungan oleh kegiatan manusia.

Pencemar udara dapat berupa gas dan partikel. Contohnya, gas H2S, Gas CO,

CO2 dan batu bara.

Sumber polusi udara dibagi menjadi dua yaitu polutan primer dan

polutan sekunder. Polutan primer adalah bahan kimia (polutan) yang

dimasukkan secara langsung ke udara dalam konsentrasi yang membahayakan.

Yang termasuk dalam kelompok ini adalah SO2, NO, NO2, CO dan bahan

partikulat (debu dan jelaga). Polutan sekunder adalah bentuk bahan kimia

berbahaya di atmosfer yang terbentuk melalui reaksi kimia antara beberapa

komponen kimia. Misalnya SO2 dapat bereaksi dengan O2 menjadi SO3.

Kemudian SO3 dapat beraksi dengan uap air menjadi asam sulfat (H2SO4).

Contoh lainnya adalah reaksi antara sinar matahari, hidrokarbon dan NO yang

diemisikan oleh kendaraan bermotor dapat membentuk photochemical smog

yang pedih bagi mata.

Masing-masing polutan di atas memiliki toksisitas (daya racun) yang

berbeda-beda yaitu:

PolutanLevel Toleransi

Toksisitas Relatifppm ug/m3

CO 32,0 40.000 1,00HC - 19.300 2,07SOx 0,50 1.430 28,0NOx 0,25 514 77,8

Partikel - 375 106,7Karbon monoksida (CO)

Karbon monoksida (CO) adalah suatu komponen tidak berwarna, tidak

berbau dan tidak mempunyai rasa yang terdapat dalam bentuk gas pada suhu di

atas -192º C,. komponen ini mempunyai berat sebesar 96,5% dari berat air dan

tidak larut di dalam air. Karbon monokside yang terdapat di alam terbentuk dari

salah satu proses sebagai berikut:

Pembakaran tidak lengkap terhadap karbon atau komponen yang

mengandung karbon.

Reaksi antara karbon diokside dan komponen yang mengandung karbon

pada suhu tinggi.

Pada suhu tinggi, karbon diokside terurai menjadi karbon monokside dan

O.

Nitrogen Okside (NOx)

Nitrogen okside (NOx) adalah kelompok gas yang terdapat di atmosfir

yang terdiri dari gas nitrik okside (NO) dan nitrogen diokside (NO2). Nitrik

okside merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau, sebaliknya

nitrogen diokside mempunyai warna coklat kemerahan dan berbau tajam.

Okside yang lebih rendah, yaitu NO, terdapat di atmosfir dalam junmlah besar

dari pada NO2. Pembentukan NO dan NO2 mencaku reaksi antara nitrogen dan

oksigen di udara sehingga membentuk NO, kemudian reaksi selanjutnya antara

NO dengan lebih banyak oksigen membentuk NO2. Persamaan reaksinya adalah

sebagai berikut:

N2 + O2 2NO

2NO + O2 2NO2

Hidrokarbon dan Oksidan Fotokimia

Hidrokarbon dan oksidan fotokimia merupakan komponen polutan udara

yang berbeda tetapi mempunyai hubungan satu sama lain. Hidrokarbon

merupakan polutan primer karena dilepaskan ke udara secara langsung,

sedangkan oksidan fotokimia merupakan polutan sekunder yang dihasilkan di

atmosfer dari reaksi-reaksi yang melibatkan polutan primer.

a. Hidrokarbon

Komponen hidrokarbon hanya terdiri dari elemen hidrogen dan

karbon, di alam pada suhu kamar wujud hidrokarbon dapat berupa gas,

cair dan padat. Sifat fisik dari masing-masing bentuk tersebut

dipengaruhi oleh struktur molekul, terutama jumlah atom karbon yan

menyusun molekul hidrokarbon. Hidrokarbon yang mengandung 1-4

atom karbon berbentuk gas pada suhu kamar, sedangkan yang

mengandung 5 atau lebih atom karbon berbentuk cair atau padat.

Hidrokarbon merupakan komponen yang berperan dalam

produksi oksidan fotokimia. Reaksi ini juga melibatkan siklus fotolitik

NO2. polutan sekunder yang paling berbahaya yang dihasilkan oleh

reaksi hidrokarbon dalam siklus tersebut adalah ozon (O3) dan

peroksiasetilnitrat, yaitu salah satu komponen yang paling sederhana

dari grup peroksiasilnitrat (PAN).

b. Oksidan Fotokimia

Oksidan fotokimia adalah komponen atmosfer yang diproduksi

oleh proses fotokimia, yaitu suatu proses kimia yang membutuhkan

sinar, yang akan mengoksidasi komponen-komponen yang tidak segera

dapat dioksidasi oleh gas oksigen. Senyawa yang terbentuk merupakan

polutan sekunder yang diproduksi karena interaksi antara polutan primer

dengan sinar.

Sulfur Oksida

Polusi oleh sulfur okside terutama disebabkan oleh dua komponen gas yang

tidak berwarna, yaitu sulfur diokside (SO2) dan sulfur triokside (SO3), dan

keduanya disebut sebagai SOx. Sulfur diokside mempunyai karakteristik bau

yang tajam dan tidak terbakar di udara, sedangkan sulfur triokside merupakan

komponen yang tidak reaktif.

Pembakaran bahan-bahan yang mengandung sulfur akan menghasilkan

kedua bentuk sulfur okside, tetapi jumlah relatif masing-masing tidak

dipengaruhi oleh jumlah oksigen yang tersedia. Meskipun udara tersedia dalam

jumlah cukup, SO2 selalu terbentuk dalam jumlah terbesar. Jumlah SO3 yang

terbentuk dipengaruhi oleh kondisi reaksi, terutama suhu, dan bervariasi dari 1

sampai 10% dari total SOx.

Partikel

Partikel-partikel yang masuk dan teringgal di dalam paru-paru mungkin

bebahaya bagi kesehatan karena tiga hal penting, yaitu:

Partikel tersebut mungkin beracun karena sifat-sifat kimia dan fisiknya.

Partikel tersebut mungkin sifat inert (tidak breaksi) tetapi jika teringgal

di dalam saluran penafasan dapat menggangu pembersihan bahan-bahan

lain yang bebahaya.

Partikel-partikel tersebut mungkin dapat membawa molekul-molekul gas

yang bebahaya, baik dengan cara mengabsorbsi atau mengadsorbsi,

sehingga molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan tertinggal di

bagian paru-paru yang sensitif. Karbon merupakan partikel yang umum

dengan kemampuan yang baik untuk mengabsorbsi molekul-molekul gas

pada permukannya.

5. Sifat-sifat atmosfer:

a. Merupakan selimut gas tebal yang secara menyeluruh menutupi bumi sampai

ketinggian 560 km dari permukaan bumi.

b. Atmosfer bumi tidak mempunyai batas mendadak, tetapi menipis lambat

laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan

angkasa luar.

c. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak dapat dirasakan, tidak dapat diraba

(kecuali bergerak sebagai angin).

d. Mudah bergerak, dapat ditekan, dapat berkembang.

e. Memantulkan gelombang radio.

f. Menjaga temperatur udara di permukaan bumi agar tetap bermanfaat untuk

kehidupan.

g. Mempunyai berat (56x1014 ton) dan dapat memberikan tekanan. 99% dari

beratnya berada sampai ketinggian 30 km, dan separuhnya berada di awah

6000 m.

h. Memberikan tahanan jika suatu benda melewatinya berupa panas akibat

pergesekan (misalnya meteor hancur sebelum mencapai permukaan

bumi).Sangat penting untuk kehidupan dan sebagai media untuk proses

cuaca. Sebagai selimut yang melindungi bumi terhadap tenaga penuh dari

matahari pada waktu siang, menghalangi hilangnya panas pada waktu

malam. Tanpa atmosfer suhu bumi pada siang hari 93,3°C dan pada malam

hari -148,9°C.

6. Ciri khas:

a. Troposfer

Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada

ketinggian 0 - 18 km di atas permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-

rata ±10 km. Di daerah khatulistiwa, ketinggian lapisan troposfer sekitar 16

km dengan temperatur rata-rata 80°C. Di daerah sedang ketinggian lapisan

troposfer sekitar 11 km dengan temperatur rata-rata 54°C, sedangkan di

daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km dengan temperatur rata-rata 46°C.

Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar sekali terhadap kehidupan

mahkluk hidup di muka bumi. Karena pada lapisan ini selain terjadi

peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari

seluruh massa gas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini.

Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer adalah suhu (temperatur)

udara menurun sesuai dengan perubahan ketinggian, yaitu setiap naik 100

meter dari permukaan bumi, suhu (temperatur) udara menurun sebesar

±0,5°C.

Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas antara

troposfer dan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif

konstan atau tetap, walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar

antara -55°C sampai -60°C. Ketebalan lapisan tropopause ±2 km.

b. Stratosfer

Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer. Stratosfer terletak pada

ketinggian antara 18 - 49 km dari permukaan bumi. Lapisan ini ditandai

dengan adanya proses inversi suhu, artinya suhu udara bertambah tinggi

seiring dengan kenaikan ketinggian. Kenaikan suhu udara berdasarkan

ketinggian mulai terhenti, yaitu pada puncak lapisan stratosfer yang disebut

stratopause dengan suhu udara sekitar 0°C. Stratopause adalah lapisan batas

antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan ini terletak pada ketinggian

sekitar 50 - 60 km dari permukaan bumi.

Umumnya suhu (temperatur) udara pada lapisan stratosfer sampai

ketinggian 20 km tetap. Lapisan ini disebut dengan lapisan isotermis.

Lapisan isotermis merupakan lapisan paling bawah dari stratosfer. Setelah

lapisan isotermis, berikutnya terjadi peningkatan suhu (temperatur) hingga

ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur pada lapisan ini disebabkan oleh

adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violet yang dipancarkan sinar

matahari. Pada lapisan stratosfer ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun

debu atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jet

terbang pada lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan

cuaca.

Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:

a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 20 km, dengan suhu udara –

50 C sampai -55 C.

b. Lapisan udara panas; terletak antara 20 – 35 km, dengan suhu –50 C

sampai +50 C.

c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 35 – 60 km, dengan suhu

antara +50 C sampai -70 C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada

ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan

meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.

c. Mesosfer

Lapisan ketiga dari atmosfer adalah mesosfer. Mesosfer terletak pada

ketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan ini merupakan

lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar

lainnya. Lapisan mesosfer ini ditandai dengan penurunan suhu (temperatur)

udara, rata-rata 0,4 °C per seratus meter. Penurunan suhu (temperatur) udara

ini disebabkan karena mesosfer memiliki kesetimbangan radioaktif yang

negatif. Temperatur terendah di mesosfer kurang dari -81 °C. Bahkan di

puncak mesosfer yang disebut mesopause, yaitu lapisan batas antara

mesosfer dengan lapisan termosfer temperaturnya diperkirakan mencapai

sekitar -100 °C.

d. Termosfer

Termosfer terletak pada ketinggian antara 82 - 800 km dari permukaan

bumi. Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Karena lapisan ini

merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat

memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik

gelombang panjang maupun pendek.

Pada termosfer, kenaikan temperatur dapat berlangsung mulai dari -100

°C hingga ratusan bahkan ribuan derajat celcius. Lapisan yang paling tinggi

dalam termosfer adalah termopause. Temperatur termopause konstan

terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu karena pengaruh osilasi.

Temperatur pada malam hari berosilasi antara 300 °C dan 1200 °C,

sedangkan pada siang hari berosilasi antara 700 °C dan 1700 °C.

7. Proses pembentukan dan penguraian ozon

Lapisan ozon adalah bagian dari stratosfer, di mana pada lapisan ozon ini

terjadi penyerapan sinar ultraviolet. Lapisan ozon ini, sering kali dikatakan

sebagai lapisan tersendiri, yang disebut Ozonosfer. Ozon adalah sebentuk

molekul oksigen yang relatif tidak stabil, terdiri dari tiga atom oksigen (O3).

Proses pembentukan ozon terjadi di dua lapisan atmosfer, yaitu troposfer dan

stratosfer. Pembentukan di atmosfer tingkat bawah, troposfer, dianggap buruk

karena pada lapisan tersebut ozon dibentuk oleh zat-zat polutan hasil kegiatan

industri dan transportasi. Di lain pihak, pembentukan ozon secara alami di

lapisan stratosfer dianggap berguna karena ozon di lapisan itu berperan penting

dalam melindungi kehidupan di bumi dari sinar ultraviolet. Diperkirakan 90%

dari pembentukan ozon berlangsung di lapisan stratosfer. Proses pembentukan

dan penguraian ozon di stratosfer terjadi secara natural dan konstan.

Molekul ozon dibentuk melalui reaksi kimia yang terjadi ketika radiasi

ultraviolet dari matahari menyentuh stratosfer. Teori pembentukan dan

penguraian molekul ozon dikenal sebagai Teori Chapman, dan proses kimia

pembentukan ozon adalah sebagai berikut:

O2 + uv O + O ..............(1)

(panjang gelombang <240 nm)

O + O2 + M O3 + M ..............(2)

(M adalah molekul yang diperlukan dalam reaksi ini karena mampu

menyerap energi yang dibebaskan)

Bentuk akhir dari pembentukan ozon kemudian dapat dijabarkan sebagai

berikut:

3O2 + uv 2O3 ..............(3)

(panjang gelombang < 242 nm)

Molekul ozon juga mengalami penguraian yang berlangsung secara alami.

Selain penguraian oleh sinar ultraviolet, molekul ozon juga secara konstan

diuraikan oleh senyawa alami, seperti, nitrogen yang berasal dari tanah dan laut,

hydrogen dari uap air atmosfer, dan klorin dari laut.

Proses penguraian molekul ozon dapat dilihat dalam reaksi berikut ini:

O3 + uv O + O2 ..............(1)

(panjang gelombang <850 nm)

ATAU

O2 + O 2O2 .............(2)

Reaksi akhirnya adalah:

2O3 + uv 3O2

(panjang gelombang < 850 nm)

Perbandingan kecepatan pembentukan dan penguraian ozon cenderung

konstan ketika prosesnya berlangsung secara alamiah. Tetapi proses tersebut

berangsur-angsur mengalami gangguan yang ditimbulkan oleh beragam kegiatan

manusia yang membebaskan senyawa kimia perusak ozon ke lapisan atmosfer,

seperti berbagai senyawa kimia yang mengandung klorokarbon (CCl4 dan

CH3Cl3), CFC (CFCl3 dan CF2Cl2) dan halon (CF3Br dan CF2ClBr) yang

merupakan senyawa kimia yang stabil, terdiri dari atom-atom halogen, yaitu

klorin dan bromine. Di udara, senyawa-senyawa tersebut tidak mudah diuraikan

dan perlahan akan melintas sampai ke stratosfer.

Ketika lapisan ozon di stratosfer menipis, radiasi ultraviolet yang dapat

menyentuh permukaan bumi mengalami peningkatan dan mengancam kesehatan

manusia seperti kanker, katarak, dan mengurangi sistem ketahanan tubuh. Selain

itu, radiasi ultraviolet juga menjadi ancaman bagi ekosistem laut, hutan, dan

hasil panen.

Kegunaan ozon:

a. Melindungi bumi dari sinar ultraviolet.

b. Sedangkan dalam perindustrian, ozon digunakan untuk:

mengenyahkan kuman sebelum dibotolkan (antiseptik)

menghapuskan pencemaran dalam air (besi, arsen, hidrogen sulfida,

nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai warna)

membantu proses flokulasi (proses pengabungan molekul untuk

membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik)

mencuci, dan memutihkan kain (dipaten)

membantu mewarnakan plastik

menentukan ketahanan getah

pengawetan bahan makanan,

sterilisasi peralatan kedokteran

8. Peranan uap air terhadap cuaca

Uap air adalah gas yang sangat penting di atmosfer, tapi sangat bervariasi

dalam konsentrasi (0% - 4%) dari tempat ke tempat, dan dari waktu ke waktu.

Uap air tak terlihat, dan itu menjadi terlihat sebagai awan, kabut, es hujan, dan

ketika molekul air bergabung menjadi kelompok yang lebih besar. Air bentuk

uap air gas, cair, dan padat, dan merupakan curah hujan yang jatuh ke Bumi dan

merupakan dasar untuk hidrologi siklus. Uap air juga merupakan faktor utama

dalam transfer panas di atmosfer. Semacam panas dikenal sebagai panas laten

dilepaskan ketika uap air berubah menjadi es padat atau air cair. Panas ini

merupakan sumber utama energi atmosfer yang merupakan kontributor utama

pembentukan badai, angin topan, dan fenomena cuaca lainnya. Uap air mungkin

juga memainkan peranan jangka panjang dalam peraturan atmosfer, karena

merupakan gas rumah kaca yang menyerap porsi yang signifikan dari keluar

radiasi dari bumi, sehingga atmosfer yang hangat.

Keberadaan uap air memegang peranan penting dalam proses fisis di

atmosfer karena :

a. Sumber dari semua bentuk kondensasi (pengembunan) dan presipitasi

(curahan).

Mempengaruhi suhu karena mampu menyerap radiasi.

b. Mengandung panas laten.

c. Mempengaruhi evaporasi (penguapan) dan evapotranspirasi.

d. Dapat berubah fasa menjadi cair atau padat. Hal yang berbeda dengan gas

lain di atmosfer.

e. Mempengaruhi kestabilan atmosfer melalui pemanasan dan pendinginan

adiabatik.

Aktifitas cuaca terjadi pada lapisan troposfer. Hal ini terjadi karena

troposfer mengandung kira-kira 80 % dari total massa atmosfer dan memuat

seluruh uap air dan aerosol.

9. Aerosol adalah berbagai partikel halus dari bahan padat di bumi sebagian

terangkat ke atmosfer. Ketinggian jelajah aerosol dan periode keberadaannya

tergantung pada massanya, pemanasan dan pendinginan di permukaan bumi

serta angin.

Komposisi normal aerosol adalah:

Debu : 20 % (terutama daerah kering)

Kristal garam : 40 % (pecahan ombak lautan)

Abu : 10 % (dari gn. api, pembakaran)

Asap : 5 % (dari cerobong pabrik, pembakaran)

Lain-lain : 25 % (mikro organisme)