1. BAB II ATMOSFER
a. Komposisi bahan di atmosfer
b. Struktur lapisan atmosfer
c. Peranan atmosfer

2. 2. Uap air
Di derah iklim subtropis dan iklim sedang, jumlah uap air 0 -3 %, di daerah tropis 3-4
% dari volume komponen di dalam atmosfer. Perubahan konsentrasi uap air mudah
terjadi karena perubahan suhu dan tekanan

3. Tabel 2.1 Perbandingan % vuluma uap air dan gas utama :
3. Aerosol, yi. : partikel halus melayang-layang di udara. Sumbernya : partikel : tanah
kering, perairan, hasil pembakaran, gunung api, dan tumbuhan ;
Debu : 20 % (terutama daerah kering)
Kristal garam : 40 % (pecahan ombak)
Abu : 10 % (gunung api, pemakaran)
Asap : 5 % (cerobong asap, pembakaran )
Lain-lain : 25 % (mikroorganisme, bakteri, virus, spora)
Uap air N2 O2 Ar
% volume
0,0 78,08 20,95 0,93
1,0 77,8 20,74 0,92
2,0 76,52 20,50 0,91
3,0 75,52 20,30 0,90
4,0 74,96 20,11 0,89
Sumber : Nasir dalam Handokjo, 1993

4. b. Struktur lapisan atmosfer
Lapisan atmosfer berbeda menurut letak ketinggiannya dalam 3 hal yai : 1)
kerapatan masa gas, 2) tekanan udara, 3) suhu :
1) Kerapatan masa gas
Gas pengisi utama atmosfer mudah mengembang dan mampat. Gaya gravitasi bumi
menarik partikel ke permukaan bumi, akibatnya kerapatan partikel meningkat
dengan berkurangnya ketinggian tempat, masa dan tekanan meningkat semakin
dekat ke permukaan bumi. 99,99 % dari masa total atmosfer berada sampai
ketinggian 40 km, 50 % dari masa total atmosfer berada hingga ketinggian 5,5–5,6
km.
2) Tekanan udara
Tabel 2. 2 Hubungan tekanan udara dengan letak ketingian di atas permukaan laut
Contoh 1 : misalnya tekanan udara pada permukaan laut 1 bar, hitung tekanan udara
pada ketinggian 5,6 km.
Jawabannya : 5,6 % x 1 bar = 0,56 bar
Untuk ketinggian tertentu, persentase tekanan udara ditentukan secara interpolasi.
Ketinggian (km dpl) 0 5,6 16,2 31,2 48,1 65,1 79,2 100
Tekanan udara (%) 100 50 10 1 0,1 0,01 10-3 3.10-5

5. Contoh 2. ketinggian 5,6 km tekanan udara 50 %, ketinggian 16,2 km tekanan udara 10 %.
Berapa bar tekanan udara pada ketinggian 10 km, jika tekanan udara di atas per
mukaan laut 1 bar.
Jawabannya :
1. secara interpelasi : pertama cari rata-rata persen penurunan tekanan per km ;
(50 % - 10 %)/(16,2 km-5,6 km) = 3,77 %/km
2. Cari total persen penurunan tekanan dari 5,6 km ke 10 km : (10 km – 5,6 km ) x 3,77
%/km = 16,588 %
3. Cari persen teknan pada ketinggian 10 km : 50 % - 16,588 % = 33,412 %
4. Cari tekanan udara (bar) pada ktinggian 10 km : 33,412 % x 1 bar =
3) Suhu
Perubahab suhu menurut ketinggian dibedakan atas 3 kelompok :
a) dt/dz > 0 : disebut inversi suhu, artinya suhu naik dengan naikny ketinggian
b) dt/dz = 0 : disebut isotermal, suhu tetap dengan naiknya ketinggian
c) dt/dz <0 : disebut lapse rate, suhu turun dengan naiknya letak ketinggian
dt= perubahan suhu, dz = perubahan ketinggian.
Lapisan atmosfer menurut perubahan suhu dibedakan atas 4 lapis :
1. Troposfer, puncaknya disebut tropopouse
2. Stratosfer, puncaknya disebut, strtopouse
3. Mesosfer, puncaknya disebut mesopouse
4. Termosfer.

6. 1. Troposfer (12 km)
 8 km di kutub, 16 km di ekuator, rata-rata 12 km
 Satu-satunya lapisan yang mengandung uap air
 Tempat berlangsungnya evaporasi, kondensasi, turbulensi, sirkulasi udara sehingga
terjadi perubahan cuaca seperti ; angin, awan, hujan, badai, kilat, guntur dsb.
 Kecepatan angin meningkat dengan bertambahnya ketinggian
 Suhu menurun dengan meningkatnya ketinggian dengan penurunan -0,65 oC/100 m,
dengan rmus t = ta -0,65 h; t = suhu pada ketinggian tetentu, ta = suhu awal , h =
kenaikan ketinggian tempat tiap 100 m
 Pada kondisi normal, suhu di atas permukaan laut 15 oC, pada puncak atroposfer atau
Tropouse menjadi -60 oC, dengan kerapatan masa 1,23 kgm-3.
Contoh 3. Jika suhu udara di Bengkulu 33 oC , berapakah suhu udara di Curup (1000 m
dpl)
Jawabannya : t = ta -0,65 x h = 33 oC -0,65 (1000/100) =

7. 2. Stratosfer (12-50 km)
 terdapat tiga wilayah
1. Stratosfer bawah : 12 – 20 km (isotermal)
2. Stratosfer tengah : 20 – 30 km (inversi suhu)
3. Stratosfer bawah : 30 – 50 km (inversi suhu kuat)
 tidak terdapat turbulensi udara
 lapisan yang mengandung ozon (O3) 6 x 10 -7 dari volume total atmosfer
 O3 penting untuk melindungi bumi dari sinar ultra violet (UV), sebagai filter
 UV yang tinggi berbahaya bagi kehidupan di bumi seperti : kangker kulit, meningkatnya
suhu udara di permukaan bumi dsb.
 O3 mudah terurai karena reaksi fotokimia oleh sinar UV berlebihan, atau tumbukan
mekanik dari partikel.
Proses pembentukan ozon (O3):
 pada lapisan yang tinggi :
UV
O2 O + O turun ke lapisan yang lebih rendah
 pada lapisan yang lbih rendah
O2 + O O3 + O O2 + O2
membentuk dua molekul O2 jika O berlebihan

8. UV berlebihan
O3 O2 + O
 O3 terurai jika UV berlebihan
 dalam kondisi normal meskipun O3 terurai namun O3 yang terbentuk lebih banyak
ketimbang yang terurai
 wilayah kesetimbangan antara pembentukan dan penguraian O3 pada ketinggian 15 –
40 km, konsentrasi terbesar pada ketinggian 20 – 30 km (disebut lapisan ozon atau
), puncak konsentrasi tertinggi 22,5 km dengan kandungan O3 = 0,2 ppm
 O3 dapat berkurang karena pengaruh kandungan gas rumah kaca yang berlebihan seper
ti : Chloro Flouro Carbon (CFC11, CFC12), NO, NO2, gas metan (CH4).
 O3 berfungsi sebagai filter bagi radiasi UV sehingga intensitanya yang sampai ke permu
kaan bumi menjadi berkurang
 Dampak tingginya intensitas radiasi UV ke permukaan bumi, yi : meningkatnya suhu
global, mengganggu kesehatan, pencairan gunung es di kutub, meningkatnya permu
kaan air laut, dsb.
 jika tanpa peran O3 kekuatan radiasi UV meningkat hingga 50 kali lipat.
 Penyarapan radiasi UV oleh O3 menyebabakan lapisan Stratosfer menjadi lebih hangat
(inversi suhu).
 Kandungan O3 berubah menurut waktu dan tempat : semakin menjauh dari kutub hing
ga ke ekuator kadar O3 berkurang. Semakin mendekati musim dingin kadar O3 mening
kat. Kadar O3 tertinggi di ekuator pada bulan Juni

9. 3. Mesosfer (50 – 80 km)
 Terdapat lapisan isotermal pada lapisan 45 – 50 km dengan suhu 0 oC kemudian suhu
menurun dengan naiknya ketinggian (lapse rate) dari -5 oC dekat dasar lapisan hingga
-95 oC pada puncak lapisan
 merupakan daerah penguraian O2 menjadi O
 tidak mengalami turbulensi dan sirkulasi udara
 batas atas Mesosfe disebut mesopouse dengan perubahan suhu secara isotermal
4. Termosfer (80 – 100-250 km ?)
 batas bawah 80 km batas atas ada pakar yang mengatakan 100 km yang lainnya me
ngatakan 250 km di atas ini sangat sulit ditemukan adanya partikel
 sifat perubahan suhu pada lapisan ini mula-mula isotermal, lalu inversi suhu rendah,
kemudian inversi suhu kuat
 -95 oC pada ketinggian 80 km, -70 oC pada ketinggian 100 km, -8 oC pada ketinggi
an 110 km.

10. Gambar 2.2 Lapisan atmosfer menurut suhu dan ketinggian (Tarbuck dan Lutgens, 1979)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 -80 -60 -40 -20 0 +20 +40
oC
Ketinggian(km)

11. c. Peranan atmosfer
 Sumber gas dan air
 filter radiasi matahari sehingga tidak merusak aktivitas kehidupan di bumi
 sebagai penyangga sehingga bumi terhindar dari pemanasan dan pendinginan yang
berlebihan
 sumber gas O2, CO2, N2, dll
 penyaringan radiasi UV yang berlangsung pada semua lapisan
Tanpa adanya penyangga (penyerapan, penerusan, pemantulan) oleh atmosfer, suhu bumi
bisa mencapai 93 oC dan malam hari – 184 oC. Sejak 10 tahun terakhir timbul
kekhawatiran terhadap gangguan pada lingkungan, terutama peningkatan suhu global,
pemyebabnya :
1. Menipisnya lapisan ozon akibat penggunaan gas ringan CFC pada sistem pendingin
mesin dan berbagai alat sprayer untuk kosmetika, gas metan H4 (gas rawa) yang
berasal dari berbagai aktifitas manusia, seperti libah, perairan, hutan rawa yang dibuka
untuk lahan sawah, dsb.
2. Meningkatnya kandungan CO2, akibat berkurangnya tumbuhan karena penebangan
dan kebakaran hutan, asap kendaraan bermotor dan pabrik yang menggunakan bahah
bakar minyak bumi

12. Peningkatan suhu global 0,5 oC disebabkan peningkatan pandungan CO2 dari 320 ppm
menjadi 370 ppm. Peningkatan ini akan terus berlangsung jika tidak ada upaya
pencegahannya
Tabel 2. 1 Penyaringan radiasi oleh gas atmosfer
Radiasi surya (gelombang pendek)
Gas Spektrum terserap Keterangan
O2 0,18 μm
0,20 μm
Pada ketinggian > 85 km, pemecahan O 2.
Pada ketinggian < 85 km
O3 0,2 – 0,3 μm di Stratosfer
Raiasi bumi (gelombang panjang)
H2O 5 – 8 μm
17 – 24 μm
Berlangsung di awan dan sekitarnya
CO2 4 – 5 μm
11 - 17 μm
Menyebabkan kenaikan suhu atmosfer
O3 9 - 10 μm Berlangsung di Startosfer

13. Pertanyaan
1. Terdiri dari bahan apa saja bahan pengisi atmosfer ? Beri contoh masing-masing dan
dari mana sumbernya !
2. Apa yang dimaksud dengan gas utama dan gas penyerta ? Beri contoh masing-masing
dan dari mana sumbernya !
3. Terdidi dari gas apa saja gas rumah kaca, tulislah simbol kimianya, kenapa dia disebut
gas rumah kaca, dari mana sumbernya dan apa pula yang disebut efek rumah kaca ?
4. Bagaimana gambaran perubahan tekanan udara menurut letak ketinggian tempat di
atmosfer ? Menurun, sama saja, atau meningkat ? Coba jelakan dan beri contoh ?
5. Ketinggian 0 km (permulaan laut) tekanan udara 100 % sama dengan 1 bar,
ketinggian 5,6 km tekanan udara 50 %. Berapa bar tekanan udara di puncak Gunung
Merapi (ketinggian 3 km)
6. Berapa macam lapisan atmosfr menurut perubahan suhu, buatlah gambarnya, tu
liskan istilah, ketebalan dan karakteristik perubahan suhu pada masing-masing lapisan
7. Jika suhu udara di Bengkulu 30 oC , berapakah suhu udara di Kepahiyang (900 m dpl)
8. Pada lapisan yang mana letak lapisan O3 (ozon) di atmosfer, dan kenapa jika lapisan
ozon menipis perdampak buruh bagi kehidupan di bumi, apa peneybab kenapa
lapisan ozon menipis
9. Kenapa Jika konsentarsi gas CO2 meningkat di atmosfer berdampak buruk bagi
kehidupan di bumi, dari mana saja sumber gas CO2 yang menyebakan konsentrasinya
meningkat di atosfer ?
10. Tulis dan jelaskan peranan atmosfer paling sedikit ada 5 macam peran atmosfer !

14. Tugas :
Jawablah semua pertanyaan pada materi BAB II Atmosfer ini dengan ketentuan :
1. Jawaban ditulis di atas kertas double folio, tulis tangan dengan rapi, bersih, jelas dibaca,
tidak coret moret, jangan menyontek pekerjaan teman apalgi foto copy. Bagi yang tidak
memenuhi ketentuan ini akan ada konsekwensinya.
2. Tugas diserahkan seminggu setelah materi Bab ini diinformasikan
3. Jawaban ditulis secara urut menurut nomor urut pertanyaan
4. Format tugas :
Tugas II. ATMOSFER
Nama : ........................
NIM : ........................
Prodi /jurusan/Fakultas :....................
Mata Kuliah :.......................................
Kelas : .....................................
Semeter/tahun :.................................
Tanggal :.................................
No. 1..............................
No. 2.............................
Dst.................................