Atmosfer. 1. Bahan 2. Struktur 3. Peranan Atmosfer. Meteorology for better life

1. 2. 3.

Bahan Struktur Peranan Atmosfer

Atmosfer

Meteorology for better life

2


1 Bahan Penyusun •

Gas ~96%volume – Udara kering • 99.9% Gas utama 0.01% Gas penyerta (permanen , tidak permanen) • >dftr – Udara Lembab • di daerah Subtropika 0% - 3% • Di daerah Tropika 4% volume / 3% berat • Konsentrasi berubah dgn adanya kondensasi dan penguapan • Media transfer energi dlm siklus hidrologi Cairan – Proses kondensasi uap air (awan&hujan)  siklus hidrologi – Terdapat pada lapisan terbawah atmosfer (troposfer)

•

•

3

Padatan – Partikel halus yg terangkat dari permukaan (aerosol) • Debu 20% • Kristal garam 40% • Abu 10% • Asap 5% • Mikro organisme 2.5% Meteorology for better life

2 Struktur Lapisan • •

Gas bahan yg sangat mudah berubah volumenya -> f (energi) Penyebaran bahan -> f (berat massa) – Sebagian besar menyebar di lapisan dekat permukaan – 50% massa menyebar dibawah ketinggian 5.5-5.6 km – 99.9% massa total telah tercakup > 40 km – Puncak atmosfer relatif sulit ditentukan 13000

12000

Kerapatan partikel (kg m-3)

11000

Tekanan udara (x 1000 mb) 10000

Ketinggian (m)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0 0,00

4

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00


1,10

1,20

1,30

– Sifat gas yang menyebar vertikal beragam dalam hal penyerapan energi (pancaran matahari) – Gas yg menyerap energi(Qsw) T↑ semakin dekat sumber – Gas yg tidak menyerap Qsw T↑ > f (jarak massa dg energi yg lebih tinggi) – Perubahan T dg ketinggian • dT/dz = 0 • dT/dz > 0 • dT/dz < 0

5


Troposfer – Tebal lapisan 8km (kutub) 16km(tropik), rata2 12km – Tempat penyebaran air ←→uap air – Lapisan dgn dinamika cuaca – dT/dz < 0 (-6.5oC/km) – P permukaan 1013.2 mb,ρ = 1.23 kg/m3

6


Stratosfer – Batas atas 12-50km dpl – Terbagi • Bawah 12-20km (isotermis) • Tengah 20-35 km (inversi) • Atas 35-50 km (inversi kuat)

7

– Tidak ada dinamika (turbulensi, sirkulasi) – Konsentrasi gas ozon tertinggi


Mesosfer • •

8

Daerah penguraian O2 menjadi atom O dT/dz <0 (lapse)


Termosfer/Ionosfer

9

•

Batas sulit ditentukan

•

Tinggi 100km-250km (?)

•

N2, O2 --- N, 0 (Ionisasi)


Perubahan komposisi atmosfer •

10

Perubahan iklim *alamiah/man made – Letusan gn berapi (debu/aerosol) – Peningkatan CO2/efek rumah kaca – Kegiatan industri (pemakaian bahan bakar fossil) – Carbon trading (kompensasi negara industri terhadap negara berkembang) – Penipisan lapisan ozon


ozon • • •

11

Konsentrasi di atmosfer sangat kecil (6 10-7 vol atmosfer) Melindungi permukaan bumi dari gel UV Sifat labil, mudah berubah krn tumbukan maupun reaksi fotokimia oleh pancaran UV yg mempunyai fluks energi tinggi – Penguraian oleh uv O2 → O + O – Pembentukan O2+O+M→O3 +M ---O3+O→O2+O2+M --- O3→O2+O


• Kadar ozon di atmosfer sangat kecil yakni hanya 6 10-7 volume total atmosfer tetapi peranannya sangat besar untuk melindungi bumi dari radiasi ultra violet yang berlebihan • Gas ozon tersebar dalam wilayah ketinggian 12 – 50 km. • Gas ozon bersifat labil, mudah terurai kembali secara mekanis melalui tumbukan dengan partikel lainnya, maupun terurai melalui reaksi fotokimia oleh radiasi uv yang mempunyai kerapatan fluks yang tinggi • Proses pembentukan dan penguraiannya mencapai kesetimbangan hingga membentuk lapisan ozon

12


• “Hole” hanya sebuah istilah untuk menggambarkan penipisan lapisan ozon di stratosfer • Pertama terdeteksi di atas Antarctica tahun 1976 yang dianggap kerusakan dari alat pengukuran • Setelah tahun 1985 dengan banyak riset yang membuktikan terjadinya penipisan lapisan ozon, banyak ilmuwan sadar bahwa mereka menghadapi masalah besar dan serius • Mengapa ilmuwan membutuhkan waktu yg lama ? • 2 dekade yg lalu ilmuwan tidak menduga pentingnya proses kimia yang secara cepat menhancurkan ozon di lapisan stratosfer di atas antartika

13


• Setelah ilmuwan melihat fluktuasi yang sangat besar dan dramatis meteka masih berasumsi bahwa terjadi kerusakan pada alat pengukuran • Selain itu ilmuwan masih menduga apa yg terjadi adalah sebuah proses alamiah seperti akibat aktivitas sunspot atau erupsi volkanik • Ilmuwan belum berfikir bahwa chlorine adalah penyebab utama dan konsentrasi chlorine stratosphere terbesar berasal dari aktivitas manusia – Sumber utama adalah bahan kimia (chemical) yang dikenal sebagai chlorofluorocarbons (CFCs)

14


• chlorine merupakan bahan kimia yang stabil secara kimia, low toxicity, sehingga digunakan sejak tahun 1960-an sebagai refrigerants, aerosol spray dan untuk membuat styrofoam • Konsentrasi chlorine di stratosfer meningkat pesat sbb: – 100 parts per trillion (ppt) CFC-12 tahun 1960an – 200 ppt tahun 1975, – 400 ppt tahun 1987 – 750 ppt of CFC-11 dan CFC-12 tahun 1990

15


16


1. 2. 3. 4.

5. •

17

Radiasi UV memecah atom chlorine dari molekul CFC Atom chlorine menghancurkan molekul ozon dengan memecahnya dan mengambil satu atom oksigen Hasil dari proses di atas adalah molekul oksigen (O2) dan molekul chlorine monoxide molecule (ClO). Selanjutnya molekul chlorine monoxide (ClO) di pecah oleh atom oksigen bebas yang menyebabkan terlepasnya atom chlorine dan terbentuknya molekul oksigen Atom chlorine kemudian menjadi bebas dan menghancurkan molekul ozon lain Satu atom chlorine atom dapat mengulangi proses penghancuran ini ribuan kali


18

•

Sejak 1974 ilmuwan yakin bahwa chlorine dapat menghancurkan ozone, tetapi belum ada yang menduga prosesnya berlangsung sangat cepat

•

Sejarah ozone hole bermula di Halley Bay, saat ilmuwan Inggris melakukan pengukuran ozon di atmosfer sejak 1957.

•

Tahun 1976 mereka mendeteksi adanya penurunan 10% level ozone selama September, October, and November (the Antarctic spring)

•

Walaupun sejak lama konsentrasi ozon bervariasi menurut musim, para ilmuwan masih tidak terlalu khawatir walaupun saat spring menurun sangat tajam


19

•

Pada tahun 1983 pengukuran mencatat konsentrasi terendah  ilmuwan sadar bahwa terjadi sesuatu di lapisan ozon

•

Kemudian data pengukuran menunjukkan bahwa penurunan konsentrasi terjadi selama tujuh dari delapan tahun terakhir


20


• Pengendapan ozon – Gas yang lebih berat O3 mengendap pd lapisan yg lebih rendah (15-35 km) – Letak pembentukan=penguraian ozon pd 40 km – Konsentrasi tertinggi pd 20-30 km >ozonosfer – Max 0.2 ppm pd ketinggian 22.5 km – Kesetimbangan penyebaran ozon ditentukan oleh besaran energi UV

21


• • • •

22

Sumber gas dan air (presipitasi) Penahan energi pancaran surya yang merusak organ tubuh makhluk hidup Penyangga/buffer energi Pengatur kelestarian mekanisme cuaca/iklim


•Seseorang

yang belum beraklimatisasi akan kekurangan O2 hingga dapat pingsan( + 5100 m dpl). •Pemukiman

permanen yang tertinggi ( + 5300 m.dpl).

•Tempat

tertinggi dimana orang yang sudah beraklimatisasi pun hanya mampu bertahan beberapa jam bernafas

•di

udara bebas tanpa tabung O2 (  8500 m.dpl) Mt. Everest : 8882 m.

•Ketinggian

maksimum dimana manusia masih dapat menghirup O2 murni

23


Departemen Geofisika dan Meteotologi, Gedung FMIPA Wing 19 Level 4 Kampus IPB Darmaga, Bogor – Indonesia 0251-8623850 - http://geomet.ipb.ac.id

Terima Kasih


Atmosfer. 1. Bahan 2. Struktur 3. Peranan Atmosfer. Meteorology for better life

Recommend Documents