METEOROLOGI

KOMPOSISI DAN STRUKTUR ATMOSFER

1. Komposisi

Atmosfer adalah lapisan gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bumi oleh gaya gravitasi.tebal lapisan ini kira-kira seribu kilometer. Di antara campuran gas tadi terdapat pula uap air. Campuran gas yang tidak mengandung uap air dinamakan udara kering.

Gas	Volume (%)
Nitrogen Oksigen Argon Karbon dioksida Neon Helium Ozon Hidrogen Krypton Metan Xenon	78,08000 20,95000 0,93000 0,03400 0,00180 0,00052 0,00006 0,00005 0,00011 0,00015 kecil sekali

Nitrogen

Nitrogen yang masuk ke dalam atmosfer berasal dari peluruhan sisa-sisa hasil pertanian dan letusan gunung api, sedangkan pengeluaran nitrogen dari atmosfer terutama disebabkan oleh proses biologis dalam tumbuh-tumbuhan dan kehidupan di laut. Konsentrasi nitrogen di atmosfer adalah konstan yang menunjukan seimbangnya masukan dan keluaran nitrogen.

Oksigen

Oksigrn dihasilkan terutama melalui proses fotosintesis pada tumbuhan. Oksigen diambil dari atmosfer oleh proses peluruhan bahan organik dan pernapasan makhluk hidup. Oksigen dapat bereaksi dengan unsur-unsur lain di atmosfer membentuk senyawa oksida.

Ozon

Ozon terdapat di seluruh atmosfer bagian bawah terutama di lapisan stratosfer, yaitu pada ketinggian 15 dan 35 km.

Ozon terbentuk dari terbelahnya molekul oksigen di bawah pengaruh radiasi ultraviolet menjadi atom-atom oksigen yang kemudian bergabung membentuk ozon.

O2  +  radiasi ultraviolet  à  O  +  O

O  +  O2  +  M  à  O3  +  M

M adalah molekul ketiga, biasanya N2 atau O2

Ozon adalah senyawa yang tidak stabil.senyawa ini dapat terpecah di bawah pengaruh radiasi atau pada tumbukan dengan atom oksigen.

O3  +  radiasi  à  O2  +  O

O3  +  O  à  O2  +  O

Ozon menyerap dengan kuat radiasi ultra vilolet yang dipancarkan mataharike bumi sehingga radiasiradiasi ultraviolet yang mencapai bumi berkurang hingga ke intensitas yang dapat ditolerir makhluk hidup di bumi.

Kerusakan lapisan ozon disebabkan oleh lepasnya senyawa-senyawa kimia sintesis ke atmosfer. 

Karbon Dioksida

Karbon dioksida yang masuk ke atmosfer dapat berasal dari sumber alam dan sumber buatan. Sumber alami karbon dioksida berasal dari proses pernapasan makhluk hidup dan peluruhan bahan organik. Sedangkan sumber buatan berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, industri semen, pembakaran hutan, dan perubahan tata guna lahan.

Uap Air

Konsentrasi uap air di atmosfer berkisar antara nol di daerah gersang hingga  4% di daerah tropis.Uap air  di atmosfer berasal berasal dari evapotranportasi dari permukaan bumi dan diangkat ke atas oleh turbulensi yang paling efektif di bawah ketinggian 10 km.

Uap air menunggalkan atmosfer melalui proses kondensasi dalam bentuk hujan atau melalui pembentukan curahan lain.

Aerosol

Aerosol adalah partikel yang ukurannya lebih besar daripada ukuran molekul, tetapi  cukup kecil sehingga dapat melayang di atmosfer. Partikel ini dapat berupa padat maupun cair, misalnya debu, garam, sulfat, nitrat, dsb.

Aerosol yang masuk ke atmosfer berasal dari letusan gunung api serta sisa pembakaran bahan bakar fosil. Aerosol dapat keluar dari atmosfer dengan cara berikut. Yang berukuran besar akan jatuh ke bumi akibat gaya gravitasi, sedangkan yang berukuran kecil akan terbawa oleh curahan.

2. Distribusi Suhu Terhadap Ketinggian

Troposfer

Di dalam troposfer, suhu berkurang dengan bertambahnya ketinggian dengan laju penurunan sebesar 6,5º C tiap kilometer. Sumber bahang  utama lapisan ini adalah permukaan bumi yang menyerap radiasi matahari. Tropesfer mengandung kira-kira 80% dari massa total atmosfer dan memuat seluruh uap air dan aerosol. Karena itu, troposfer merupakan lapisan yang memiliki gejala cuaca. Puncak dari troposfer disebut tropopause dan dicirikan oleh adanya inversi suhu.

Strarosfer

Stratosfer adalah lapisan atmosfer yang berada di atas tropopause hingga ketinggian sekitar 50 km. Di troposfer, suhu meningkat dengan bertambahnya ketinngian dan mencapai suhu maksimum (270 K) pada stratopause. Sumber bahang utama adalah penyerapan radiasi ultraviolet oleh ozon.

Mesosfer

Di dalam lapisan ini suhu berkurang dengan bertambahnya ketinggian. Suhu mencapai -90ºC pada puncak lapisan, yang dinamakan mesopause. Neraca bahang di lapisan ini ditentukan oleh penyerapan radiasi oleh molekul oksigen dan pemancaran radiasi infra merah oleh karbon dioksida. Di bawah punck mesosfer, komposisi atmosfer dapat dikatakan homogen. Hal ini disebabkan oleh gerakan makroskopik dari atmosfer.

Termosfer

Komposisi gas di dalam termosfer tidak homogen terhadap ketinggian. Hal ini disebabkan oleh gerakan mikroskopik dari setiap molekul dan atom. Di dalam lapisan ini, suhu meningkat denga bertambahnya ketinggian yang disebabkan oleh penyerapan radiasi ultraviolet oleh atom oksigen. 

                                                        IKLIM DAN PERUBAHANNYA

1. Iklim

Iklim adalah keadaan yang mencirikan atmosfer pada suatu daerah alam jangka waktu yang cukup   lama, yaitu kira-kira 30 tahun.

2. Klimatologi

Klimatologi adalah ilmu yang mempelajari iklim. Pembagian klimatlogi berdasarkan pokok bahasannya adalah sbb.

1. Klimatologi regional; mengungkapakan iklim di berbagai daerah di permukaan bumi.
2. Klimatologi sinoptik; mempelajari iklim dari suatu daerah dengan mengaitkannya terhadap pola sirkulasi atmosfer yang berkuasa.
3. Klimatologi fisis; melibatkan penelitian perilaku berbagai unsur cuaca dan berbagai proses di dalam atmosfer dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika.
4. Klimatologi dinamis; dilakukan penekanan terhadap gerakan atmosfer pada berbagai skala, khususnya sirkulasi umum atmosfer.
5. Klimatologi terapan; melakukan penerapan pengetahuan dan prinsip klimatologi pada pemecahan masalah praktis untuk kepentingan kesejahteraan manusia.
6. Klimatologi historis; mempelajari perkembangan iklim sepanjang periode sejarah ini.

Pembagian klimatologi berdasarkan skala adalah sbb.

1. Makroklimatologi; mempelajari iklim daerah yang luas dengan ukuran horizontal bahkan sampai ukuran global.
2. Mesoklimatologi; mempelajari iklim yang ralatif kecil dan ukuran horizontal antar 10-100 Km.
3. Mikroklimatologi; mempelajari iklim di dekat permukaan tanah dengan ukuran horizontal kurang dari 100 meter.

3. Pendekatan Klimatologi

Pendekatan tradisional klimatologi adalah mensintesis hasil pengamatan dari berbagai unsur iklim dan menganalisanya untuk mendapat gambaran mengenai berbagai proses yang menyebabkan terjadinya iklim tersebut.

Pendekatan modern klimatologi dilakukan dengan melakukan pengamatan unsur iklim dari satelit. Dengan pendekatan ini, bumi dapat dipandang sebagai satu kesatuan global yang melibatkan atmosfer, litosfer, hidrosfer, kriosfer, dan biosfer.

4. Sistem Iklim

Sistem iklim terdiri dari lima komponen, yaitu:

1. atmosfer; merupakan komponen peubah utama.
2. litosfer; masa daratan dari permukaan bumi yang terdiri atas pegunungan, batuan, sedmen, serta taanh permukaan termasuk cekungan lautan.
3. hidrosfer; air yang terdistribusikan pada permukaan bumi.
4. kriosfer; massa es dan endapan salju, termasuk lapisan es benua,  gletser pegunungan, es lautan, tutupan salju permukaan, es danau, dan es sungai.
5. biosfer; mencakup tumbuhan dan makhluk hidup.

5. Umpan Balik Iklim

Ada proses umpan balik yang memperkuat ragam atau perubahan di dalam sistem iklim. Proses ini disebut umpan balik positif. Umpan balik yang memperlemah sistem iklim disebut umpan balik negattif.

6. Ragam dan Perubahan Iklim

        Perubaahn iklim berlangsung pada berbagai skala waktu yaitu dari skala waktu geologis (jutaan tahun) sampai skala waktu yang lebih kecil (skala waktu historis).

        Perubahan iklim yang berdampak besar pada kehidupa manusia akan terus berlangsung         sepanjang masa di seluruh permukaan bumi.

7. Penyebab Perubahan Iklim

Perubahan eksternal

   A. perubahan banyaknya radiasi matahari yang mencapai puncak atmosfer

        a. perubahan perut bumi mengitari matahari

    1. ragam eksentrisitas

    2. presesi dari ekuinoks

    3. ragam kemiringan suhu

        b. keluaran matahari

      Ragam keluaran matahari mengakibatkan perubahan banyaknya radiasi matahari yang                   mencapai puncak atmosfer.

    B. Perubahan distribusi daratan dan lautan

      Perubahan distribusi daratan dan lautan menyebabkan perubahan sirkulasi atmosfer umum         sehingga mengakibatkan perubahan iklim. Hal ini disebabkan oleh perbedaan sifat termal daratan       dan lautan.

Perubahan Internal

Perubahan internal ialah perubahan yang terdapat di dalam sistem iklim. Proses pertukaran materi dari komponen yang satu ke komponen yang lainpada sistem iklim merupakan perubahan internal.