SISTEM ATMOSFERA & PERANAN DALAM MENGAWAL SUHU PERMUKAAN BUMI

a) Apakah yang dimaksudkan dengan atmosfera?
b) Huraikan peranan atmosfera dalam mengawal suhu permukaan bumi?

a) Apakah yang dimaksudkan dengan atmosfera? 

PENDAHULUAN

Atmosfera ialah lapisan gas yang menyelaputi bumi. Ia kekal dan stabil di sekelilingi bumi kerana graviti. Ia mempunyai ketebalan 100km. Pun begitu terdapat pelbagai perbezaan pendapat yang menyatakan ketebalan atmosfera yang variasinya di antara 100 hingga 1600 km. Terdapat beberapa entri bibliografi yang menceritakan ketebalan atmosfera ini seperti berikut.

Bibliographic Entry	Result (w/surrounding text)	Standardized Result
Earth Science. USA: Prentice Hall, 1987: 309.	"The exosphere extends from about 550 km above Earth's surface for thousands of kilometers."	1000 km
World Book Encyclopedia. World Book, 1998: 19.	"Air surrounds the earth and extends as far as 1600 km above the surface."	1600 km
Encyclopedia Americana. Grolier, 1998: no page.	"The atmosphere extends outward from the earth for a distance of several hundred miles"	100 km
Focus on Earth Science. USA: Merrill, 1976: 339.	"The Earth's atmosphere extends outward for 700 km or more."	700 km

Bibliographic Entry	Result (w/surrounding text)	Standardized Result
Earth Science. USA: Prentice Hall, 1987: 309.	"The exosphere extends from about 550 km above Earth's surface for thousands of kilometers."	1000 km
World Book Encyclopedia. World Book, 1998: 19.	"Air surrounds the earth and extends as far as 1600 km above the surface."	1600 km
Encyclopedia Americana. Grolier, 1998: no page.	"The atmosphere extends outward from the earth for a distance of several hundred miles"	100 km
Focus on Earth Science. USA: Merrill, 1976: 339.	"The Earth's atmosphere extends outward for 700 km or more."	700 km

sumber : (AndreaPark, 1998)

Walaupun ia agak nampak tebal, namun sekiranya dibandingkan dengan ketebalan bumi iaitu 6,400km, nisbahnya adalah sama seperti buah pic dan kulitnya. Tamsilan saya pula mengikut kiraan matematik nisbah ketebalan bumi kepada nisbah ketebalan atmosfera ialah 64 : 1 (dengan mengambil ketebalan atmosfera 1000 km). Maka atmosfera ibarat kulit dan isi buah pic ialah bumi.

MAKSUD ATMOSFERA

        Atmosfera atau lebih dikenali sebagai udara adalah campuran pelbagai jenis gas, partikal pepejal dan wap air. Komposisi udara ditunjukkan seperti rajah di bawah.

Sumber : (John Stimac, 2002)

Sumber : (John Stimac, 2002)

Udara mempunyai ketumpatan yang tinggi di paras permukaan bumi yang kita tinggal tetapi ketumpatannya menjadi semakin rendah apabila semakin bergerak tinggi ke atas atmosfera. Planet-planet lain juga mempunyai atmosfera tetapi setakat yang diketahui tiada yang mampu menampung kehidupan.Baca di: http://group2pollution.blogspot.com/2007/10/pengenalan-kepada-udara-menurut.html
Ulasan saya: Oksigen punca daya menampung kehidupan di bumi....dijelas dalam artikel yg pernah saya baca, awal pembentukan bumi dengan tenaga yg dibekalkan matahari, dalam keadaan ekstrem oksigen dikatakan disintesiskan oleh bakteria cyanobakteria... 

 PERANAN ATMOSFERA

1)  "Tidakkah kamu mengetahui dan memikirkan bagaimana Allah telah menciptakan tujuh petala langit bertingkat- tingkat"
(Surah Nuh:15)

2) "Lalu Ia menjadikannya tujuh langit, dalam dua masa; dan Ia memberitahu kepada tiap-tiap langit akan urusan dan keperluannya masing-masing. Dan Kami hiasi langit yang dekat (pada pandangan mata penduduk bumi) dengan bintang-bintang yang bersinar cemerlang serta memelihara langit itu dengan sebaik-baiknya. Demikianlah ketentuan Allah Yang Maha Kuasa, lagi Maha Mengetahui." (Surah Fussilat:12)

Obsesi dengan 2 ayat dari Al-quran, perbincangan peranan atmosfera dalam ruang maya yang terhad ini, saya cuba menghuraikan peranan atmosfera berpandukan lapisan-lapisan atmosfera.  Kebanyakan para saintis menyenaraikan 4 hingga 6 lapisan utama atmosfera iaitu troposfera, strastosfera, mesosfera, termosfera dan eksosfera.

Sumber: http://www.theozonehole.com/atmosphere.htm

Atmosfera dibahagikan kepada lima lapisan. Ia adalah tebal berhampiran permukaan dan menipis dengan ketinggian sehingga akhirnya bergabung dengan ruang angkasa.

1) Troposfera ialah lapisan yang pertama di atas permukaan dan mengandungi separuh daripada atmosfera Bumi. Cuaca berlaku dalam lapisan ini.
2) Banyak pesawat jet terbang di stratosfera kerana ia adalah sangat stabil. Selain itu, lapisan ozon menyerap sinaran berbahaya daripada matahari.
3) Meteor atau serpihan batu terbakar di Mesosfera.
4) termosfera lapisan dengan aurora. Ia juga di mana ruang kapal angkasa orbit ulang-alik.
5) atmosfera bergabung ke ruang angkasa lepas dalam exosphere yang sangat nipis. Ini adalah had atas atmosfera.

BAGAIMANA ATMOSFERA MENGAWAL SUHU PERMUKAAN  BUMI

Beberapa istilah yang perlu difahami sebelum perbincangan lanjut iaitu cuaca dan iklim.

Cuaca ialah keadaan atmosfera pada masa dan tempat tertentu. Ia merujuk kepada keadaan udara setempat dalam parameter seperti suhu, tekanan atmosfera, kelembapan (jumlah air yang terkandung di dalam atmosfera), kerpasan (hujan, salji, hujan es, & hujan batu), dan halaju angin. Oleh kerana jumlah haba di atmosfera berubah mengikut lokasi di atas permukaan Bumi, dan kerana berbeza jumlah haba di bahagian-bahagian yang berlainan suasana peredaran kawalan atmosfera, atmosfera adalah dalam keadaan pergerakan yang berterusan. Oleh itu, cuaca sentiasa berubah dalam cara yang kompleks dan dinamik.

a. Troposfera

Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada garisan khatulistiwa. 

Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter suhunya turun 0.5 darjah Celsius. 

Lapisan ini dianggap sebagai bahagian atmosfera yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebahagian besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfera.

Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78.03% nitrogen, 20.99 oksigen, 0.93% argon, 0.03% karbon dioksida, 0.0015% nenon, 0.00015% helium, 0.0001% kripton, 0.00005% hidrogen, serta 0.000005% xenon. (lihat carta pai)

Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim. 

Walaupun troposfera hanya menempati sebahagian kecil saja dari atmosfera dalam, akan tetapi, 90% dari kitaran atmosfera berkumpul pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan ais dan kiran hidrologi,kitaran oksigen dan karbon.

Troposfera terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :

1. Lapisan Udara Dasar

Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.

2. Lapisan Udara Bawah

Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.

3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)

Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.

Di dalam troposfera terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0–2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2–6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6–12 km.

awan rendah-cumulus

4. Lapisan Udara Tropopouse

Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfera dan stratosfera terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 darjah Celsius sampai – 80 darjah Celsius pada musim panas dan antara – 57 darjah Celsius sampai – 83 darjah Celsius pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan wap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfera yang lebih tinggi, kerana wap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salji, hujan ais).