Atmosfer dan Komposisi Atmosfer Bumi

Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km di atas permukaan bumi.

     Atmosfer bumi tersusun oleh:

* Nitrogen (N₂, 78%)
* Oksigen (O₂, 21%)
* Argon (Ar, 1%)
* Uap air (H₂O, 0-7%)
* Ozon (O₃,0 – 0.1%)
* Karbondioksida (CO₂, 0,01-0,1%)

     Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. Atmosfer tidak mempunyai batas mendadak, tetapi agak menipis lambat laun dengan bertambahnya ketinggian, tidak ada batas pasti antara atmosfer dan angkasa luar. Lapisan-lapisan di atmosfer bumi adalah sebagai berikut :

Troposfer.

     Lapisan troposfer berada pada level yang paling rendah, di mana komposisi gas-gas penyusunnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Di lapisan ini kehidupan juga terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini  paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Di dalam troposfer terjadi peristiwa perubahan cuaca seperti suhu, angin, tekanan, dan kelembaban.

     Pada permukaan laut tekanan udara adalah 1,0336 Kg per cm². Walaupun demikian kita tidak merasa tekanan ini, karena tekanan didalam badan kita sama dengan tekanan udara diatas sana. Semakin tinggi, maka tekanan udara makin menurun. Dipuncak Mount Everest misalnya, tekanan udara hanya 1/10 daripada permukaan laut. Oleh karena itu, pesawat jet yang terbang tinggi memiliki kabin kedap udara, dengan tekanan yang dipertahankan pada keadaan yang menyenangkan dan cukup oksigen.

     Daerah dengan 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, maka suhu udara akan berkurang secara ajeg (steady), dari sekitar 17^oC sampai - 52^oC. Namun topografi di permukaan bumi, seperti pegunungan dan plato (dataran tinggi) dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.


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 - 70^oF atau sekitar - 57^oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Angin yang amat dingin bertiup kencang pada bagian yang paling bawah dari lapisan ini, tetapi udara diatasnya tenang sekali dan kadang-kadang ada juga pesawat udara yang melintasinya.

     Dari bagian tengah stratosfer ke atas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah dengan bertambahnya ketinggian, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon inilah yang mencegah sinar-sinar berbahaya ini mencapai bumi. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18^oC pada ketinggian sekitar 40 km.

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

Termosfer. 

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