Atmosfer

Atmosfer

1. Lapisan-lapisan Atmosfer

Atmosfer terdiri atas jumlah lapisan, yaitu lapisan troposfer, stratosfer, mesoser, dan termosfer. Penamaan lapisan atmosfer tersebut didasarkan pada perbedaan karakteristik temperatur antarlapisan.

1. Lapisan Troposfer

Lapisan pertama (lapisan terbawah) dari atmosfer adalah troposfer. Ketinggiannya 16 km di daerah tropis dan 8 km di daerah kutub. Sebagian besar dinamika atau gejala cuaca, seperti hujan dan angin terjadi di lapisan ini.

2. Lapisan Stratosfer

Lapisan stratosfer adalah lapisan atmosfer yang berada di bawah troposfer dengan ketinggian sekitar 50 km dari permukan bumi. Berbeda dengan lapisan troposfer, pada lapisan ini suhu udara naik seiring dengan bertambahnya ketinggian tempat. Rata-rata suhu terendah mencapai -55⁰ C dan suhu maksimum pada bagian puncaknya mencapai -3^o C.

3. Lapisan Mesosfer

Lapisan ini terletak di atas stratopause sampai ketinggian 80 km. Pada lapisan mesosfer, suhu berkurang seiring dengan naiknya ketinggian, yaitu rata-rata 0,40^o C tiap naik ketinggian 100 m. Pada bagian puncaknya, suhu dapat mencapai -90^o C. Pada umumnya, meteor yang masuk ke bumi terbakar pada lapisan ini.

4. Lapisan Termosfer

Lapisan termosfer mencapai ketinggian 80 sampai 500 km dari permukaan bumi dengan temperatur mendekati1.700^o C. Bagian bawah atmosfer terdiri atas molekulnitrogen dan oksigen. Di dalam lapisan ini, suhu meningkat seiring meningkatnya ketinggian. Penyebab dari meningkatnya suhu tersebut adalah penyerapan radiasi ultraviolet oleh atom oksigen yang terkonsentrasi lebih banyak di atas ketinggian 200 km. Pada ketinggian di atas 100 km terjadi ionisasi yang membentuk ion positif dan elektron bebas yang bermuatan negatif. Lapisan dengan konsentrasi elektron bebas disebut ionosfer. Ionosfer dikenal sebagai lapisan yang mampu memantulkan gelombang radio.

2. Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim

Cuaca dan iklim meskipun merupakan dua istilah yang berbeda, namun terdiri atas unsur-unsur yang sama, yaitu unsur penyinaran, suhu udara, angin, keadaan awan, curah hujan, kelembapan udara, dan tekanan udara.

1. Penyinaran Matahari

Banyaknya panas matahari yang diterima permukaan bumi dipengaruhi oleh sejumlah faktor, yaitu sebagai berikut.

1. Lamanya penyinaran
2. Kemiringan sinar matahari yang jatuh ke permukaan bumi
3. Keadaan awan
4. Keadaan permukaan bumi itu sendiri.

2. Suhu Udara

Secara fisis suhu adalah tingkat gerakan molekul udara. Semakin cepat gerakan molekul udara, semakin tinggi pula suhunya. Tingkat panas suatu benda dapat pula dikatakan sebagai suhu. Untuk mengukur suhu udara digunakan termometer. Skala yang digunakan, yaitu skala Celcius, Fahrenheit, dan Kelvin.

3. Angin

Angin merupakan gerakan udara mendatar atau sejajar dengan permukaan bumi yang terjadi karena perbedaan tekanan udara antara stu tempat dan tempat lainnya. Perbedaan tekana udara disebabkan kedua tempat tersebut memiliki suhu yang berbeda akibat intensitas radiasi matahari yang berbeda pula. Angin bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Jika telah mencapai keseimbangan, udara akan cenderung diam dan tenang.

4. Keadaan Awan

Awan adalah kumpulan partikel air yang tampak di atmosfer. Partikel air tersebut dapat berupa tetes cair atau kristal es. Adanya tetes partikel air berasal dari kondensasi uap air pada inti kondensasi yang ada pada udara. Kondensasi atau pengembunan adalah bergabungnya partikel uap air pada partikel debu sehingga menghasilkan tetes air. Kondensasi tidak akan terjadi pada udara bersih. Sebaliknya, akan terjadi jika di udara terdapat inti kondensasi berupa debu, asap, garam laut (NaCl), atau benda mikroskopik yang memiliki sifat mampu menyerang (hidroskopik).

5. Kelembapan Udara

Uap air berasal dari proses penguapan lautan (evaporasi) dan tumbuhan (transpirasi). Kandungan uap air dalam udara dikenal dengan kelembapan. Kelembapan udara dapat diukur dengan sebuah alat yang disebut higrometer. Kelembapan udara dinyatakan dengan tiga ukuran, yaitu kelembapan mutlak, kelembapan spesifik, dan kelembapan relatif (nisbi).

6. Curah Hujan (Presipitasi)

Pengertian presipitasi mecakup air dalam bentuk cair dan padat (es) yang turun dari awan. Presipitasi dapat berbentuk hujan, gerimis, salju,dan batu es. Di Indonesia hujan jauh lebih sering dijumpai maka hujan lebih diartikan sebagai endapan dalam bentuk air. Ada empat jenis hujan, aytiu hujan konvektif, orografis, konvergensi, dan frontal.

7. Tekanan Udara

Seperti halnya air, udara juga merupakan suatu zat. Sifat zat memiliki massa dan volume. Oleh karena memiliki berat, udara memiliki tekanan yang disebut dengan tekanan udara. Jika dihitung suatu kolom udara dari permukaan bumi sampai batas tertinggi atmosfer yang berukuran 1 meter persegi, akan memiliki berat 10.333 kg atau 1033,3 gram tiap 1 cm. manusia tidak merasakan tekanan udara yang berat tersebut, seperti halnya ikan yang tidak merasakan berat air yang ada di atasnya.

3. Tipe-Tipe Iklim

1. Tipe Iklim Koppen

Koppen adalah ahli meteorologi berkebangsaan Prancis yang membagi bumi menjadi lima kelompok iklim utama. Pengelompokkan iklim tersebut menggunakan indikator vegetasi. Sebagai contoh, pohon rambutan, mangga, pisang, dan kelapa merupakan tanda atau indikator vegetasi daerah tropis (iklim megatherma). Begitu pula dengan daerah iklim lainnya memiliki vegetasi yang berbeda, seperti pohon kaktus di daerah gurun dan lumut di daerah tundra.

2. Tipe Iklim Schmidt-Ferguson (S-F)

Klasifikasi S-F tidak memperhitungkan suhu, tetapi menggunakantolak ukur bulan kering dan bulan basah. Hal ini dilakukan dengan alasan bahwa di daerah tropis amplitudo suhu (naik turunnya suhu) relatif kecil sehingga diabaikan. Menurut S-F, suatu bulan dikatakan sebagai bulan kering jika endapan hujannya kurang dri 60 milimeter. Endapan hujan antara 60 mm dan 100 mm dikatakan sebagai bulan lembap. Bulan lembap dianggap mencukupi kebutuhan tanaman sehingga tidak dimasukkan ke dalam perhitungan.

3. Tipe Iklim Oldeman

Tipe iklim yang dikembangkan oleh Oldeman ditujukkan untuk keperluan budidaya tanaman atau pertanian. Dsar klasifikasi iklim yang digunakan Oldeman sama dengan yang digunakan oleh S-F, yaitu hanya didasarkan pada curah hujan. Berdasarkan data curah hujan, Oldeman membagi wilayah iklim menjadi lima bagian, yaitu sebagai berikut.

Iklim A : Jika terdapat lebih dari 9 bulan basah berurutan,

Iklim B : Jika terdapat 7-9 bulan basah berurutan.

Iklim C : Jika terdapat 5-6 bulan basah berurutan.

Iklim D : Jika terdapat 3-4 bulan basah berurutan.

Iklim E : Jika terdapat kurang dari 3 bulan basah berurutan.

4. Persebaran Curah Hujan di Indonesia

I Made sandy (1985) menggambarkan pola umum curah hujan di Indonesia sebagai berikut.

1. Pantai barat setiap pulau mendapatkan jumlah hujan selalu lebih banyak dari pantai timur. Hal ini tampak jelas terutama di Pulau Sumatra, Jawa, dan Kalimantan. Sebagai contoh, untuk Pulau Jawa curah hujan tampak lebih besar di Jawa Barat dibandingkan dengan Jawa Tengah dan Jawa Timur. Semakin ke arah timur curah hujan semakin sedikit.
2. Pulau Jawa, Bali, NTB, dan NTT merupakan barisan pulau yang panjang dan berderet dari barat ke timur. Pulau-pulau ini hanya diselingi oleh selat-selat yang sempit sehingga tampak secara keseluruhan seperti satu pulau. Oleh karena itu, berlaku dalil bahwa di sebelah timur curah hujan lebih kecil dibandingkan di sebelah barat.
3. Curah hujan juga bertambah jumlahnya dari dataran rendah ke pegunungan.
4. Bulan maksimum hujan sesuai dengan letak Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT).
5. Saat mulai turunnya hujan juga bergeser dari barat ke timur. Pantai barat Pulau Sumatra sampai Bengkulu yang terbanyak pada November, Lampung-Bangka yang letaknya sedikit ke timur mendapat curah hujan terbanyak pada Desember. Sementara itu, Jawa, Bali, NTB,dan NTT pada bulan Januari dan Februari.
6. Sulawesi Selatan bagian timur, Sulawesi Tenggara, dan Maluku Tengah memiliki musim hujan berbeda, yaitu Mei-Juni. Saat itu, bagian lain dari Kepulauan Indonesia sedang musim kemarau.

5. Jenis-jenis Vegetasi alam Menurut Iklim dan Persebarannya

1. Taiga

Taiga adalah formasi hutan yang terdiri atas pohon berdaun jarum. Taiga sering disebut hutan konifer (berdaun jarum). Taiga merupakan hutan yang hijau sepanjang tahun (evergreen), walaupin suhu pada musim dingin dapat mencapai puluhan derajat di bawah nol. Kayu yang dihsilkan dari hutan ini dimanfaatkan untuk pembuatan kertas dan korek api. Taiga tersebar di Semenanjung Skandinavia, Rusia, Siberia, Alaska, dan Kanada.

2. Hutan Meranggas di Daerah Iklim Sedang

Pada iklim sedang yang memiliki empat musim bergiliran secara teratur (semi, panas, gugur, dan dingin) terdapat hutan yang hijau dalam musim panas dan meranggas dalam musim dingin. Vegetasi yang hidup di wilayah ini adalah jenis vegetasi berdaun lebar. Wilayah persebaran dari hutan ini adalah daerah-daerah iklim sedang di Eropa, Asia, Amerika, dan daerah-daerah di belahan bumi selatan yang memiliki iklim yang sama.

3. Padang Rumput

Sesuai dengan namanya, wilayah ini didominasi oleh jenis tumbuha rumput. Tidak berkembangnya pohon di daerah ini, karena curah hujannya yang tidak begitu besar dan suhu yang lebih tinggi. Sebaran padang rumput adalah Eropa (Hongaria, Rusia Selatan), Asia, Amerika Utara, Amerika Selatan, dan Australia. Padang rumput diberi nama berbeda untuk beberapa wilayah, seperti di Amerika Utara disebut prairie, di Rusia Selatan disebut steppa, di Hongaria disebut puzta, da di Argentina disebut pampa. Oleh karena didomonasi oleh rumput, daerah ini biasanya dikembangkan untuk peternakan.

4. Tundra

Tundra berarti daratan tanpa pohon. Wilayah ini terletak di sekitar Kutub Utara dengan suhu yang sangat dingin. Tumbuhan yang mampu hidup di daerah ini hanya terdiri atas tumbuhan gulma, terutama sejenis rumput dan lumut kerak. Tundra sering disebut gurun dingin (cold desert). Wilayah persebaran tundra terdapat di bagian utara Skandinavia, Finlandia, rusia, Siberia, dan Kanada.

5. Vegetasi Gurun dan Setengah Gurun

Vegetasi gurun dan setengah gurun umumnya terdiri atas tumbuhan yang relatif tahan terhadap kekurangan air (xerofita). Ciri tumbuhan tersebut dilihat dari adanya jaringan-jaringan air dalam tubuhnya. Sangat sedikit memiliki daun atau bahkan daunnya mengalami perubahan bentuk menjadi duri-duri. Pada beberapa wilayah yang memiliki ketersediaan air yang cukup atau di daerah setengah guun terdapat tumbuh-tumbuhan yang relatif lebih rapat. Bahkan, di wilayah sekitar oasis terdapat tumbuhan yang lebat. Di daerah-daerah tersebut terdapat tumbuhan yang mampu menyelesaikan daur hidupnya, yaitu tumbuh, berkembang, berbunga, dan berbuah dalam jangka waktu yang sangat singkat, setelah itu menghasilkan biji, dan kemudian mati. Wilayah gurun tersebar di daerah sepanjang garis balik utara dan selatan, seperti Gurun Sahara, Gurun gobi, Gurun Arab, Gurun Kalahari, Gurun australia, dan Gurun Atacama.

6. Sabana

Daerah sabana ditumbuhi oleh padang rumput yang diselingi dengan pohon-pohon yang bergerombol. Pohon yang tumbuh dapat terdiri atas satu jenis tumbuhan disebut sabana murni atau beberapa jenis pohon disebut sabana campuran. Pohon yang tumbuh, seperti pohon pilag, gebang, dan eucalypatus. Sabana tersebar di daerah tropika maupun subtropika yang memiliki curah hujan yang tidak begitu tinggi. Daerah-daerah tersebut terdapat di sejumlah wilayah di Afrika, Australia, san Asia. Di Indonesia juga terdapat sabana terutama terdapat di pulau-pulau sebelah timur Pulau Jawa.

7. Hutan Musim

Di daerah tropika terdapat daerah yang memiliki iklim musim, yaitu musim hujan dan kemarau. Di daerah ini terdapat hutan musim yang terdiri atas pohon-pohon yang relatif tahan kering sehubungan dengan adanya musim kemarau. Ciri dari pohon tersebut adalah adanya lapisan kulit mati yang tebal pada batang pohonnya. Dibandingkan dengan hutan hujan tropis, pohon di hutan musim tidak begitu tinggi besar, tidak ada tingkatan-tingkatan, serta terdiri atas tumbuhan yang tergolong dalam tropofita, yaitu pohon-pohon yang dalam musim kemarau menggugurkan daun-daunnya. Hutan musim tersebar di daerah tropika, termasuk Indonesia, seperti di Jawa Tengah ke arah timur sampai NTT.

8. Hutan Tropika Basah

Hutan tropika basah terdiri atas berbagai pohon-pohon yang tinggi dan rapat, relatif bersih karena sedikitnya cahaya yang masuk, jenisnya sangat banyak, membentuk berbagai tingkat, banyak ditemukan efifit maupun liana, dan selalu hijau sepanjang tahun. Ciri-ciri tersevut terbentuk karena tersedianya air yang dibutuhkan tumbuhan secara berlimpah. Daerah tersebut umumnya terdapat di sepanjang khatulistiwa dengan curah hujan yang tinggi hampir sepanjang tahun, suhu yang tinggi, dan amplitudo suhu harian dan tahunan yang rendah. Hutan tropika basah tersebar di daerah khatulistiwa, seperti Indonesia, negara-negara di Afrika, dan Amerika yang terletak di sepanjang khatulistiwa.

9. Hutan Lumut

Di lereng pegunungan, di atas batas kondensasi (titik embun) terdapat hutan yang pohon-pohonnya ditumbuhi lumut. Oleh karena letaknya, di daerah ini lingkungannya sangat lembap dengan suhu yang relatif rendah sehingga sangat baik untuk tumbuhnya lumut. Lumut tersebut menempel tidak hanya pada batang pohon, tetapi juga daun-daunnya dan berperan efifit. Pohon yang tumbuh di daerah ini tentu saja pohon yang tahan terhadap suhu yang rendah, seperti pasang dan sarangan.

10. Hutan Mangrove atau Hutan Bakau

Di daerah pantai yang landai biasanya ditumbuhi oleh hutan mangrove. Hutan ini penyusun utamanya adalah bakau. Disamping itu, terdapat pula jenis pohon lainnya, seperti kayu api dan bogem. Ciri dari pohon yang menyusun hutan mengrove adalah memiliki daun yang tebal dan kaku dengan lapisan kutikula yang tebal untuk mencegah penguapan, dan memiliki akar yang muncul di atas lumpur untuk mengambil oksigen. Hutan mangrove tersebar di daerah tropika maupun subtropika. Di Indonesia, hutan tersebut tersebar di sepanjang pantai Timur sumatra, Pantai Barat dan Selatan Kalimantan, dan sepanjang pantai yang landai di Papua Barat. Di Jawa, vegetasi mangrove hanya tersisa di beberapa tempat, seperti di daerah Segara Anakan dan beberapa wilayah di pantai Utara Jawa.

6. Perubahan Iklim Global (El Nino dan La Nina)

El Nino merupakan gejala gangguan iklim yang diakibatkan oleh naiknya temperatur muka laut samudra Pasifik sekitar ekuator bagian tengah dan timur. Naiknya temperatur di Samudra Pasifik tersebut menyebabkan perubahan pola angin dan curah hujan di atasnya yang pada akhirnya memengaruhi perubahan osilasi raksasa seluruh dunia. Secara keseluruhan, peristiwa naiknya suhu di Pasifik (El Nino) dan akibat ditimbulkannya dinamakan El Nino Southern Oscillation (ENSO). Fase panas El Nino berlangsung antara10-18 bulan dengan periode antara dua sampai dengan tujuh tahun yang diselingi oleh fase dingin, yang disebut La Nina.

La Nina merupakan anti El Nino, yaitu fase dingin dari siklus El Nino. Menurut Dupe, La Nina ditandai dengan penyimpangan (anomali) temperatur negatif di daerah Pasifik Tengah sekitar ekuator/ kondisi ini mengakibatkan adanya pusat tekanan tinggi di atas sekitar ekuator dan berkonsekuasi terhadap pergeseran sirkulasi walker. Pada pusat tekanan tinggi terjadi subsiden, udara bergerak ke arah bawah, sedangkan di bagian lain mengimbanginya dengan konveksi. Di Indonesia, pada saat La Nina, konveksi uadara banyak terjadi sehingga musim hujan lebih normal.