ATMOSFER

Pengertian Atmosfer

Apa itu atmosfer? Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinarmatahari saat terbit dan tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang. Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-fenomena yang terjadi di dalamnya.

Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) danoks igen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%),karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dangas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan dibumi dengan menyerapradias i sinarultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem diantara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan menambah ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar.

Troposfer
Lapisan ini berada pada level yang terendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.
Diantara stratosfer dan troposfer terdapat lapisan yang disebut lapisan Tropopouse.

Stratosfer
Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu - 70oF atau sekitar - 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat.Aw an tinggi jeniscir r us kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasiozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisans tr atopaus e memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya

Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar - 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awannoctilucent, yang terbentuk dari kristal es.

Termosfer
Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan namaionos fer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Fenomenaaurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi disini.

Eksosfer
Adanya refleksi cahayamatahar i yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal

Atmosfir bumi adalah lapisan udara yang mengelilingi atau menyelubungi bumi yang bersama-sama dengan bumi melakukan rotasi dan berevolusi mengelilingi matahari. Udara yang terkandung dalam atmosfir merupakan campuran dan kombinasi dari gas, debu dan uap air. Atmosfir 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.

Kandungan dalam lapisan atmosfir bumi

- Nitrogen 78,17%
- Oksigen 20,97%
- Argon 0,98%
- Karbon dioksida 0,04%
- Sisanya adalah zat lain seperti kripton, neon, xenon, helium, higrom dan ozon.

Lapisan-lapisan atmosfer bumi terdiri dari :
1. Troposfer / Troposfir
Ketinggian troposfer : 0 - 15 km
Suhu lapisan troposfir : 17 - -52 derajat celcius
Kurang lebih 80% gas atmosfer berada pada bagian ini

2. Stratosfer / Stratosfir
Ketinggian stratosfer : 15 - 40 km
Suhu lapisan stratosfer : -57 derajat celcius
Lapisan ozon yang memblokir atau menahan sinar ultraviolet berada pada lapisan ini.

3. Mesosfer / Mesosfir
Ketebalan Mesosfer : 45 - 75 km
Suhu lapisan stratosfer : -140 derajat celcius
Suhu yang sangat rendah dan dingin dapat menyebabkan awan noctilucent yang terdiri atas kristal-kristal es

4. Thermosfer / Thermosfir
Ketebalan thermosfer : 75 - 100 km
Suhu lapisan stratosfer : 80 derajat celcius

5. Ionosfer / Ionosfir
Ketebalan ionosfer : 50 - 100 km
Adalah lapisan yang bersifat memantulkan gelombang radio. Karena ada penyerapan radiasi dan sinar ultra violet maka menyebabkan timbul lapisan bermuatan listrik yang suhunya menjadi tinggi.

6. Eksosfer / Eksosfir
Ketebalan eksosfer : 500 - 700 km
Suhu lapisan stratosfer : -57 derajat celcius
Tidak memiliki tekanan udara yaitu sebesar 0 cmHg

Pengertian Atmosfer sebagai salah satu Struktur Lapisan Bumi

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km.  Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi.  Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.

Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas.  Berdasarkan volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%,  argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%.  Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium (He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap air.

dwirta – lintas post

Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air.

Lapisan Atmosfir Bumi

Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka bumi.  Fungsi atmosfer antara lain :

1. Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.
2. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi
3. Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
4. Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting.  Apabila tidak adalapisan atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.

Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalamsiklus hidrologi.  Tasnpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah.  Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja.  Pendistribusian air oleh atmosfer  ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi.

Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup.  Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.

Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu:

1.      Troposfer

2.      Stratosfer

3.      Mesosfer

4.      Lapisan termosfer

5.      Ekosfer atau atmosfer luar

LAPISAN ATMOSFER BUMI DAN FUNGSINYA

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :

1.        Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.

2.        Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.

3.        Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).

Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsure kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat.

ATMOSFER

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi. Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.

Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas. Berdasarkan volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%, argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%. Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium (He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap air.

Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air.

Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka bumi. Fungsi atmosfer antara lain :

1.        Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari.

2.        Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi

3.        Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.

4.        Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting. Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.

Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tasnpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja. Pendistribusian air oleh atmosfer ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi.

Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.

Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu :

a. Troposfer

Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada daerah ekuator. Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya turun turun 0,5 oC. Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer.

Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.

Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim. Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan es dan lain-lain.

Di dalam troposfer 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.

Troposfer 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.

4. Lapisan Udara Tropopouse

Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).

b. Stratosfer

Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer sampai pada ketinggian 50 – 60 km, atau lebih tepatnya lapisan ini terletak di antara lapisan troposfer dan ionosfer.

Pada lapisan stratosfer, suhu akan semakin meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Suhu pada bagian atas stratosfer hampir sama dengan suhu pada permukaan bumi. Dengan demikian, profil suhu pada lapisan stratosfer ini merupakan kebalikan dari lapisan troposfer.

Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian besar tidak akan mencapai permukaan bumi.

Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat. Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya mengandung udara kering. Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse.

Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu :

1. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
2. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o 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

Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km. Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya ketinggian. Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai -72 oC di ketinggian 75 km. Suhu terendah terukur pada ketinggian antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, yakni lapisan mesosfer. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C .

d. Lapisan Termosfer

Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu :

1. Lapisan Udara E

Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C .

2. Lapisan udara F

Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.

3. Lapisan udara atom

Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C .

e. Ekosfer atau atmosfer luar

Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.

Ozon Dalam Atmosfer

Ozon adalah zat oksidan yang kuat, beracun, dan zat pembunuh jasad renik yang kuat juga. Ozon biasanya digunakan untuk mensterilkan air isi ulang, serta dapat juga digunakan untuk menghilangkan warna dan bau yang tidak enak pada air.

Ozon terbentuk secara alamiah di stratosfer. Pembentukan dan perusakan ozon di stratosfer merupakan mekanisme perlindungan bumi dari sinar UV dari matahari. Di troposfer ozon terbentuk melalui reaksi fotokimia pada berbagai zat pencemar udara.

Ozon terdapat dalam lapisan stratosfer dan juga dalam lapisan troposfer. Ozon yang terdapat dalam stratosfer berfungsi melindungi manusia dan mahluk hidup di bumi dari penyinaran sunar UV. Sedangkan ozon yang terdapat pada lapisan troposfer memiliki efek yang berbeda terhadap bumi dan mahluk hidup di dalamnya, walaupun susunan kimianya sama. Ozon di troposfer ini bersifat racun dan merupakan salah satu dari gas rumah kaca. Selain itu, ozon di troposfer juga menyebabkan kerusakan pada tumbuhan, cat, plastik dan kesehatan manusia.

Ozon memiliki rumus kimai O3, menyerupai rumus kimia molekul oksigen O2 dengan sebuah atom oksigen lebih banyak. Pada suhu kamar ozon berupa gas, terkondensasi pada suhu -112 oC menjadi zat cair yang berwarna biru. Ozon yang cair ini akan membeku pada -251,4 oC, sedangkan pada suhu di atas 100 oC ozon dengan cepat mengalami dekomposisi.

Dari molekol O2, melalui reaksi. Ozon yang terbentuk akan kembali pecah menjadi molekul oksigen. Dalam alam, pembentukan dan destruksi ozon ada dalam keadaan seimbang, sehingga kadar ozon terdapat dalam keseimbangan dinamik. Kedua reaksi ini secara efektif dapat menghalangi sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B untuk sampai ke bumi. Inilah mekanisme alam yang melindungi bumi dan penghuninya dari penyinaran UV gelombang pendek yang berbahaya bagi kehidupan. Kedua reaksi ini juga mengakibatkan naiknya suhu di dalam stratosfer dibandingkan suhu di troposfer.

Kira-kira 3 milyar tahun yang lalu, sebagai hasil evolusi di bumi muncul mahluk hidup yang berklorofil, mulailah terjadi proses fotosintesis yang salah satu hasilnya adalah O2. semakin lama, kadar O2 semakin tinggi, sehingga semakin meningkat kadar ozon yang terbentuk. Dengan demikian, semakin banyak pula sinar UV gelombnag pendek yang terhalang oleh lapisan ozon untuk sampai ke permukaan bumi. Dan inilah cikal bakal kehidupan di daratan.

Akan tetapi, seiring berjalannya waktu, pertambahan jumlah oenduduk dan kemajuan industri serta pembangunan mengakibatkan lapisan ozon ini mulai berlubang. Lubang ozon ini sangat merisaukan karena dengan berkurangnya kada ozon berarti semakin bertambah sinar UV-B yang akan sampai ke bumi. Dampak bertambahnya sinar UV-B ini akan sangat besar terhadap mahluk hidup di bumi.

Terjadinya lubang ozon ini diakibatkan adanya peningkatan kadar NOx dari pembakaran bahan bakar pesawat, naiknya kadar N2O karena akibat pembakaran biomassa dan oenggunaan pupuk, dimana N2O ini merupakan sumber terbentuknya NO.

Selain itu, zat kimia yang kita kenal clorofuorocarbon atau CFC berpengaruh sangat besar terhadap perusakan ozon. CFC ini adalah segolongan zat kimia yang terdiri atas tiga jenis unrus, yaitu klor (Cl), fluor (F) dan karbon (C). CFC inilah yang mendominasi permasalahan perusakan ozon dan menjadi zat yang sangat dicurigai sebagai penyebab terjadinya kerusakan ozon. CFC ini tidak ditemukan di alam, melainkan merupakan zat hasil rekayasa manusia. CFC tidak beracun, tidak terbakar dan sangat stabil karena tidak mudah bereaksi. Karenanya menjadi zat yang sangat ideal untuk industri. CFC banyak digunakan sebagai zat pendingin dalam kulkas dan AC mobil (CFC-12), sebagai bahan untuk membuat plastik busa, bantal kursi dan jok mobil (CFC-11), campuran CFC-11 dan CFC-12 digunakan untuk pendorong aerosol, serta CFC-13 yang biasa digunakan dalam dry cleaning.

LAPISAN OZON, PENYEBAB KERUSAKAN OZON, AKIBAT KERUSAKAN OZON

PENGERTIAN OZON

Ozon merupakan gas yang secara alami terdapat didalm atmosfer. Lapisan ozon mulai dikenal oleh seorang ilmuwan dari Jerman, Christian Friedrich Schonbein pada tahun 1839.

Ozon adalah hasil reaksi antara oksigen dengan sinar ultraviolet dari matahari. Ozon di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari matahari pada tingkat yang aman untuk kesehatan kita semua. Ozon juga diproduksi manusia untuk dipergunakan sebagai bahan pemurni air, pemutih, dan salah satu unsur pembentuk plastik. Setiap molekul ozon mengandung 3 atom oksigen dengan rumus kimia O3. Ozon ditemukan terutama di lapisan atmosfer bagian bawah. Kira – kira 10% ozon atmospheric terdapat di Troposfir, suatu lapisan Tamosfir yang paling dekat dengan bumi (mulai dari permukaan bumi hingga 10-16 Km).

Ozon troposfir terbentuk dari reaksi kimia yang disebabkan adanya gas pencemar hasil aktivitas manusia, sehingga berbahaya terhadap system kehidupan. Sisanya sebanyak 90% terdapat di Stratosfir, terutama antara bagian puncak lapisan trofosfir hingga ketinggian 50 Km. Ozon di stratosfir ini terbentuk secara alami, dikenal dengan lapisan ozon (ozone layer) dan sangat berguna bagi system kehidupan. Istilah 'ozon' atau lebih tepat lagi 'lapisan ozon' mulai mendapat perhatian sekitar tahun 1980an ketika para ilmuwan menemukan adanya 'lubang' di lapisan ozon di Antartika. Lubang tersebut merupakan hasil dari tenaga matahari yang mengeluarkan radiasi ultra yang tinggi. Radiasi itu berpecah menjadi molekul oksigen sekaligus melepaskan atom bebas di mana setengahnya diikat dengan molekul oksigen yang lain untuk membentuk ozon.

Lapisan ozon melindungi bumi dari paparan sinar Ultra Violet B (UV-B) yang sangat berbahaya bagi makhluk hidup di muka bumi. UV-B yang mempunyai panjang gelombang 280-315 nm, sebagian diserap oleh lapisan ozon, dengan demikian jumlah UV-B yang mencapai bumi jumlahnya sangat sedikit. Paparan UV-B terhadap manusia dapat mengakibatkan penyakit kanker kulit, katarak dan mengurangi system kekebalan tubuh. Paparan UV-B juga dapat merusak kehidupan tanaman, organisme bersel satu dan ekosistem perairan. Sedangkan UV-A (dengan panjang gelombang 315-400 nm) tidak diserap oleh lapisan ozon. Radiasi UV-A dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi kelangsungan hidup makhluk hidup di permukaan bumi.
Lapisan ozon sangat penting karena ia menyerap radiasi ultra violet (UV) dari matahari untuk melindungi radiasi yang tinggi sampai ke permukaan bumi. Radiasi dalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang yang lebih pendek daripada cahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang adalah di antara 280 hingga 315 nanometer yang dikenali UV-B dan ia merusak hampir semua kehidupan. Dengan menyerap radiasi UV-B sebelum ia sampai ke permukaan bumi, lapisan ozon melindungi bumi dari efek radiasi yang merusak kehidupan.

1.    Proses kerusakan lapisan ozon :

a.       sinar  UVB memasuki ozon

b.      Energy uv memecah atm klorin dari molekul cfc

c.       Klorin ladikal memecah molekul ozon

d.      Membentuk klorin monoksida dan dua atom oksigen

e.       Oksigen terlepas ke atmosfir

f.        Atom oksigen di atmosfir memecah molekul klorin monoksida

g.       Menghasilkan oksegen dan klorin radikal bebas

h.       Lalu reaksi siklus memulai lagi

Kerusakan lapisan ozon adalah istilah yang sering digunakan untuk mendeskripsikan berkurangnya atau hilangnya lapisan ozon yang terdapat pada lapisan atmosfir. Berdasarkan laporan dari NASA bahwa lubang ozon di Antartika telah mencapai 29 juta Km². Konsentrasi rata – rata lapisan ozon kurang dari 200 DU dikategorikan sebagai lubang ozon (Ozone Hole). Penyebab rusaknya atau menipisnya lapisan ozon yaitu oleh Bahan Perusak Ozon (BPO) yang diemisikan dari berbagai kegiatan, baik dalam menggunakan atau memproduksi barang mengandung BPO. Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon. CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, misalnya dengan :

AC,Kulkas,bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum

pembuatan busa,bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik GAS

PENYEBAB RUSAKNYA OZON

1.      CFC pada rengharum ruangan, pendingin pada ac kulkas dll

Ancaman yang diketahui terhadap keseimbangan ozon adalah kloroflorokarbon (CFC) yang mengakibatkan menipisnya lapisan ozon. CFC digunakan oleh masyarakat modern dengan cara yang tidak terkira banyaknya, misalnya dengan :
AC,Kulkas,bahan dorong dalam penyembur (aerosol), diantaranya kaleng semprot untuk pengharum ruangan, penyemprot rambut atau parfum
pembuatan busa,bahan pelarut terutama bagi kilang-kilang elektronik
Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum dihapuskan. Dalam waktu kira-kira 5 tahun, CFC bergerak naik dengan perlahan ke dalam stratosfer (10 – 50 km). Molekul CFC terurai setelah bercampur dengan sinar UV, dan membebaskan atom KLORIN. Atom klorin ini berupaya memusnahkan ozon dan menghasilkan LUBANG OZON. Penipisan lapisan ozon akan menyebabkan lebih banyak sinar UV memasuki bumi

2.      Banyaknya volume kendaraan yang ada di bumi sangan berakibat negatif pada lapisan ozon. Karbon monoksida yang dihasilkan oleh kendaraan dapat merusak lapisan ozon. Semakin lama, volume kendaraan semakin banyak, semakin banyak pula gas karbon monokida yang di keluarkan, bisa dibayangkan keadaan lapisan ozon beberapa tahun kedepan bila volume kendaraan semakin hari semakin bertambah

3.      Penggundulan hutan secara besar2an sangat berakibat buruk pada kualitas udara yang ada di bumi. Gas2 karbon yang merusak lapisan ozon tidak lagi diserap oleh tumbuhan. Sehingga apa lagi yang harus diandalkan untuk menyerap gas2 tersebut untuk membantu mengurangi kerusakan ozon dan tentunya menghasilkan oksigen bagi makhluk hidup?

4.      Pada bidang pertanian, penerimaan sinar ultra violet pada tanaman dapat memusnahkan hasil tanaman utama dunia. Hasil kajian menunjukkan hasil tanaman seperti 'barli' dan 'oat' menunjukkan penurunan karena penerimaan sinar radiasi yang semakin tinggi. Tanaman diperkirakan akan mengalami kelambatan pertumbuhan, bahkan akan cenderung kerdil, sehingga merusak hasil panen dan hutan-hutan yang ada.

5.      Pada hewan,  Radiasi penuh ini juga dapat mematikan anak-anak ikan, kepiting dan udang di lautan, serta mengurangi jumlah plankton yang menjadi salah satu sumber makanan kebanyakan hewan-hewan laut. Kerusakan lapisan ozon juga memiliki pengaruh langsung pada pemanasan bumi yang sering disebut sebagai "efek rumah kaca". Usaha-usaha untuk mencegah penipisan ozon menjadi mulai dilakukan bersama oleh semua negara di dunia. Usaha itu pun telah di galakkan secara serius melalui UNEP (United Nation Environment Programme) salah satu organisasi PBB yang bergerak dibidang program perlindungan lingkungan dan alam.

6.      Asap yang dihasilkan oleh pabrik juga amat sangat berpengaruh dalam memperparah kerusakan lapisan ozon. Sama hal nya seperti asap kendaraan. Gas yang dikeluarkan dapat merusak lapisan ozon,amat mencemari udara, belum lagi limbah cair dan limbah padat yang dihasilkan pabrik, dapat merusak lingkungan.

AKIBAT KERUSAKAN LAPOSAN OZON

1. Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas diperkirakan menjadi penyebab meningkatnya penyakit kanker kulit dan katarak pada manusia, merusak tanaman pangan tertentu, mempengaruhi plankton yang akan berakibat pada rantai makanan di laut, dan meningkatnya karbondioksida (lihat pemanasan global) akibat berkurangnya tanaman dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon di bagian bawah atmosfer membantu terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan dengan iritasi saluran pernapasan dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang menderita masalah kardiopulmoner.

Oleh karena itu, kita semua harus memandang serius masalah ini dan berupaya untuk mencegah atau meminimalkan penipisan lapisan ozon di alam ini dengan cara meminimalkan penggunaan bahan-bahan yang dapat mempertipis ozon agar generasi yang akan datang dapat mewarisi alam sekitar yang masih baik.

2. PENCAIRAN GUNUNG ES

Lubang ozon di Antartika disebabkan oleh penipisan lapisan ozon antara ketinggian tertentu seluruh Antartika pada musim semi. Pembentukan ‘lubang’ tersebut terjadi setiap bulan September dan pulih ke keadaan normal pada lewat musin semi atau awal musim panas.
Dalam bulan Oktober 1987, 1989, 1990 dan 1991, lubang ozon yang luas telah dilacak di seluruh Antartika dengan kenaikan 60% pengurangan ozon berbanding dengan permukaan lubang pra-ozon. Pada bulan Oktober 1991, permukaan terendah atmosfer ozon yang pernah dicatat telah terjadi di seluruh Antartika

CARA MENGURANGI KERUSAKAN LAPISAN OZON

Beberapa kegiatan ramah ozon (ozone friendly) harus digalakkan dan disosialisasikan untuk mengubah secara bertahap perilaku manusianya. Upaya ini harus selalu menerapkan prinsip 4R (melakukan : reduce, reuse, recycle, replace/replant).

Kurangi pemakaian barang-barang yang memiliki bahan . Di rumah dan perkantoran, minimalkan jumlah Air Conditioner yang digunakan. Perlukah semua ruangan kantor memiliki ada AC, bahkan sering dijumpai jumlahnya lebih dari satu? Atau perlukah setiap kamar tidur dipasang AC hanya karena kita punya uang dan mampu membelinya? Pemborosan yang tidak perlu, disamping kita harus menghemat energi.

Solusinya antara lain : diperlukan desain arsitektur yang lebih baik sehingga udara segar dapat masuk dengan leluasa ke dalam ruangan kantor atau kamar tidur sehingga keperluan AC bisa dikurangi. Sesuaikan kapasitas AC dengan luas ruangan sehingga lebih efektif.

Dampak Lubang Ozon

Lapisan ozon di stratosfer dapat menyerap seluruh sinar UV ekstrem dan UV-C serta sebagian besar sinar UV-B. Di katulistiwa, pada keadaan terang tak berawan sekitar 30% sinar UV-B dapat sampai ke bumi. Semakin jauh dari katulistiwa, UV-B yang sampai ke bumi semakin berkurang. Akan tetapi, pada musim panas penyinaran UV-B di daerah yang jauh dari katulistiwa tidak berbeda jauh dengan di katulistiwa.

Dengan semakin berkurangnya lapisan ozon, maka sinar UV-B yang diserap bumi semakin besar. Karena sinar yang bergelombang pendek ini memiliki energi yang tidur, maka berpengaruh besar terhadap sel hidup dan mengakibatkan kematian jasad renik.

Sinar UV-B juga mempunyai dampak negatif pada mahluk tingkat tinggi, baik hewan maupun tumbuhan. Pada tumbuhan, menipisnya lapisan ozon akan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis yang selanjutnya menyebabkan turunnya laju pertumbuhan daun dan batang serta penurunan berat kering total sehingga hasilnya akan berkurang. Selain itu dapat juga mempengaruhi produktivitas hutan, mengakibatkan gangguan pada ekosistem akuatik, serta mengakibatkan penyakit kanker kulit, penyakit katarak serta menurunnya daya imunitas pada manusia. Dengan berkurangnya daya imunitas oranng menjadi lebih peka terhadap serangan infeksi termasuk virus herpes dan lepra.

Mekanisme Pembentukan Lubang Ozon di Antartika

Pada bulan Agustus – Oktober 1987 diadakan penelitian untuk mengetahui apa yang menyebabkan terjadinya lubang ozon di Antartika. Penelitian ini dilakukan oleh sebuah tim Internasional, yang dikenal dengan Airborne Antartic Ozone Experiment. Dari penelitian ini menunjukkan bahwa pada musim dingin, daerah lubang ozon dibatasi oleh pusaran angin pada 60o Lintang Selatan. Dengan adanya pusaran angin itu, daerah di atas Antartika merupakan daerah dengan udara yang tenang yang terisolasi dari daerah sekitarnya. Daerah ini disebut botol kungkungan (containment vessel). Kerusakan ozon terutama terjadi pada ketinggian 14 dan 24 km. Di daerah ini terdapat kadar CFC yang rendah dan ClO (klormonoksida) yang merupakan perusak ozon yang berasal dari CFC.

Pada musim dingin, di Antartika matahari tidak bersinar selama berbulan-bulan. Karena udara terisolasi oelh adanya pusaran angin dan karena udara terus memancarkan radiasi inframerah ke angkasa, sedangkan matahri tidak bersinar, suhunya terus turun. Pada suhu -78 oC, terjadilah awan yang terutama terdiri dari kristal asam nitrat.

Terjadinya lubang ozon di Antartika ini dimungkinkan karena kondisi atmosfer yang khusus. Suhu yang sangat rendah pada musim dingin ini memungkinkan terjadinya reaksi kimia peusakan ozon dalam musim semi berikutnya.

Terbentuknya pusaran angin itu dimungkinkan juga karena naiknya kadar gas rumah kaca yang menghalangi lepasnya panas dari bumi ke angkasa, sehingga suhu stratosfer lebih dingin.

Di samping daerah utama perusakan ozon terdapat pula ”lubang mini” di luar daerah botol kungkungan sampai pada garis lintang 45o Selatan di atas ujung selatan Amerika Selatan, Australia dan Selandia Baru.. Masing-masing lubang mini hanya berumur beberapa hari saja, kemudian menghilang. Akan tetapi, pada pertengahan bulan September beberapa lubang mini muncul bersamaan dan bergabung menjadi satu.