Struktur Fisikal Atmosfer

Gas-gas yang terkumpul dalam atmosfer memiliki sifat, karakteristik, dan fungsinya sendiri. Dengan kemajuan teknologi yang canggih, akhir-akhir ini orang telah dapat menyusun gambaran mengenai struktur atmosfer. Pada umumnya, lapisan atmosfer terbagi atas lima lapisan, yaitu sebagai berikut.

1. Troposfer

Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer yang berada pada ketinggian 0 sampai dengan 10 km dari atas permukaan bumi. Lapisan troposfer memiliki ketebalan yang berbeda di semua tempat.

Di khatulistiwa, ketebalannya mencapai 16 km, di sekitar lintang tengah (30° LU/LS–60° LU/LS) mencapai 11 km, dan di daerah kutub tebalnya sekitar 8 km. Pada lapisan ini, suhu berubah berdasarkan ketinggian tempat, yaitu setiap kenaikan 100 meter suhu udara rata-rata turun 0,5° C terkecuali di daerah tropis suhu rata-rata turun 0,6° C. Setiap turun 100 meter, maka suhu naik 10° C. Puncak lapisan troposfer dinamakan tropopause yang bersuhu antara –57° C sampai – 62° C.

Gejala cuaca (awan, petir, topan, badai, dan hujan) terjadi di lapisan troposfer. Pada lapisan ini terdapat penurunan suhu yang terjadi karena sangat sedikitnya troposfer menyerap radiasi gelombang pendek dari matahari. Sebaliknya, permukaan tanah memberikan panas pada lapisan troposfer yang terletak di atasnya, melalui konduksi, konveksi, kondensasi, dan sublimasi yang dilepaskan oleh uap air atmosfer.

2. Stratosfer

Lapisan ini berada di atas tropopause dan memiliki ketinggian 12–50 km di atas permukaan bumi. Pada lapisan ini terdapat lapisan ozon (O3) yang sangat penting untuk melindungi bumi dari radiasi matahari yang berbahaya, misalnya sinar ultraviolet. Lapisan stratosfer disebut juga lapisan isothermis. Bagian atas stratosfer dibatasi oleh stratopause .Suhu pada lapisan stratosfer dan stratopause berbeda. Stratopause terletak pada ketinggian 60 km dengan suhu 0° C.

3. Mesosfer

Mesosfer memiliki ketinggian 50–80 km dari atas permukaan bumi. Lapisan mesosfer sering disebut juga lapisan pemantul gelombang radio karena pada lapisan ini gelombang radio dirambatkan. Lapisan mesosfer ditandai dengan penurunan suhu 0,4° C setiap 100 meter. Bagian atas mesosfer dibatasi oleh mesopause, yaitu lapisan di dalam atmosfer yang memiliki suhu paling rendah, kira-kira –100° C.

4. Thermosfer

Lapisan ini terletak pada ketinggian 85–300 km di atas permukaan bumi. Lapisan yang ditandai dengan adanya kenaikan suhu berkisar dari –100° C sampai ratusan bahkan ribuan derajat celcius. Bagian atas lapisan thermosfer dibatasi oleh thermopause yang meluas dari ketinggian 300 km sampai pada ketinggian 1000 km. Suhu pada thermopause adalah konstan terhadap ketinggian, tetapi berubah dengan waktu, yaitu dengan insolasi (incoming solar radiation). Suhu pada malam hari berkisar antara 300oC - 1200° C dan pada siang hari antara 700° C–1700° C.