Apa yang dimaksud dengan lapisan atmosfer yang padat? Suasana bumi
YouTube ensiklopedis
1 / 5
✪ Pesawat Luar Angkasa Bumi (Episode 14) - Suasana
✪ Mengapa atmosfer tidak ditarik ke dalam ruang hampa?
✪ Masuknya pesawat luar angkasa Soyuz TMA-8 ke atmosfer bumi
✪ Struktur suasana, makna, kajian
✪ O. S. Ugolnikov "Suasana Atas. Pertemuan Bumi dan Luar Angkasa"
Subtitle
Batas atmosfer
Atmosfer dianggap sebagai wilayah di sekitar Bumi di mana media gas berputar bersama-sama dengan Bumi sebagai satu kesatuan. Atmosfer masuk ke ruang antarplanet secara bertahap, menjadi eksosfer, dimulai dari ketinggian 500-1000 km dari permukaan bumi.
Menurut definisi yang diajukan oleh Federasi Penerbangan Internasional, batas atmosfer dan ruang angkasa ditarik di sepanjang garis Karman, yang terletak di ketinggian sekitar 100 km, di atasnya penerbangan penerbangan menjadi sama sekali tidak mungkin dilakukan. NASA menggunakan tanda 122 kilometer (400.000 kaki) sebagai batas atmosfer, di mana pesawat ulang-alik beralih dari manuver bertenaga ke manuver aerodinamis.
Properti fisik
Selain gas-gas yang tertera pada tabel, atmosfer mengandung Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrokarbon, HCl, HBr, uap, I 2, Br 2, serta banyak gas lainnya. dalam jumlah kecil. Troposfer secara konstan mengandung sejumlah besar partikel padat dan cair tersuspensi (aerosol). Gas paling langka di atmosfer bumi adalah radon (Rn).
Struktur atmosfer
Lapisan batas atmosfer
Lapisan bawah troposfer (ketebalan 1-2 km), dimana keadaan dan sifat permukaan bumi secara langsung mempengaruhi dinamika atmosfer.
Troposfer
Batas atasnya berada pada ketinggian 8-10 km di kutub, 10-12 km di daerah beriklim sedang, dan 16-18 km di garis lintang tropis; lebih rendah di musim dingin dibandingkan di musim panas.
Lapisan bawah atmosfer utama mengandung lebih dari 80% total massa udara atmosfer dan sekitar 90% total uap air yang ada di atmosfer. Turbulensi dan konveksi sangat berkembang di troposfer, awan muncul, dan siklon serta antisiklon berkembang. Suhu menurun seiring bertambahnya ketinggian dengan gradien vertikal rata-rata 0,65°/100 meter.
Tropopause
Lapisan peralihan dari troposfer ke stratosfer, yaitu lapisan atmosfer di mana penurunan suhu seiring dengan ketinggian terhenti.
Stratosfir
Lapisan atmosfer yang terletak pada ketinggian 11 sampai 50 km. Ditandai dengan sedikit perubahan suhu pada lapisan 11-25 km (lapisan bawah stratosfer) dan peningkatan suhu pada lapisan 25-40 km dari −56,5 menjadi +0,8° (lapisan atas stratosfer atau daerah inversi) . Setelah mencapai nilai sekitar 273 K (hampir 0 °C) pada ketinggian sekitar 40 km, suhu tetap konstan hingga ketinggian sekitar 55 km. Wilayah bersuhu konstan ini disebut stratopause dan merupakan batas antara stratosfer dan mesosfer.
Stratopause
Lapisan batas atmosfer antara stratosfer dan mesosfer. Pada distribusi suhu vertikal terdapat maksimum (sekitar 0 °C).
Mesosfer
Termosfer
Batas atasnya sekitar 800 km. Suhu naik hingga ketinggian 200-300 km, mencapai nilai sekitar 1500 K, setelah itu hampir konstan hingga ketinggian. Di bawah pengaruh radiasi matahari dan radiasi kosmik, ionisasi udara (“aurora”) terjadi - wilayah utama ionosfer terletak di dalam termosfer. Pada ketinggian di atas 300 km, oksigen atom mendominasi. Batas atas termosfer sangat ditentukan oleh aktivitas Matahari saat ini. Selama periode aktivitas rendah - misalnya, pada 2008-2009 - terjadi penurunan ukuran lapisan ini secara nyata.
Termopause
Wilayah atmosfer yang berbatasan dengan termosfer. Di wilayah ini, penyerapan radiasi matahari dapat diabaikan dan suhu tidak berubah seiring ketinggian.
Eksosfer (bola hamburan)
Hingga ketinggian 100 km, atmosfer merupakan campuran gas yang homogen dan tercampur dengan baik. Di lapisan yang lebih tinggi, distribusi gas berdasarkan ketinggian bergantung pada berat molekulnya; konsentrasi gas yang lebih berat berkurang lebih cepat seiring bertambahnya jarak dari permukaan bumi. Karena penurunan kepadatan gas, suhu turun dari 0 °C di stratosfer menjadi −110 °C di mesosfer. Namun, energi kinetik partikel individu pada ketinggian 200-250 km setara dengan suhu ~150 °C. Di atas 200 km, terjadi fluktuasi suhu dan kepadatan gas yang signifikan dalam ruang dan waktu.
Pada ketinggian sekitar 2000-3500 km, eksosfer secara bertahap berubah menjadi apa yang disebut dekat ruang hampa udara, yang diisi dengan partikel langka gas antarplanet, terutama atom hidrogen. Namun gas ini hanya mewakili sebagian dari materi antarplanet. Bagian lainnya terdiri dari partikel debu yang berasal dari komet dan meteorik. Selain partikel debu yang sangat halus, radiasi elektromagnetik dan sel yang berasal dari matahari dan galaksi menembus ke dalam ruang ini.
Tinjauan
Troposfer menyumbang sekitar 80% massa atmosfer, stratosfer - sekitar 20%; massa mesosfer tidak lebih dari 0,3%, termosfer kurang dari 0,05% total massa atmosfer.
Berdasarkan sifat listrik di atmosfer, mereka membedakannya neutrosfer Dan ionosfir .
Tergantung pada komposisi gas di atmosfer, mereka mengeluarkannya homosfer Dan heterosfer. Heterosfer- Ini adalah area di mana gravitasi mempengaruhi pemisahan gas, karena pencampurannya pada ketinggian tersebut dapat diabaikan. Ini menyiratkan komposisi heterosfer yang bervariasi. Di bawahnya terdapat bagian atmosfer yang tercampur rata dan homogen, yang disebut homosfer. Batas antar lapisan ini disebut turbopause, terletak pada ketinggian sekitar 120 km.
Sifat-sifat lain dari atmosfer dan pengaruhnya terhadap tubuh manusia
Sudah berada di ketinggian 5 km di atas permukaan laut, orang yang tidak terlatih mulai mengalami kelaparan oksigen dan tanpa adaptasi, kinerja seseorang menurun secara signifikan. Zona fisiologis atmosfer berakhir di sini. Pernapasan manusia menjadi tidak mungkin dilakukan pada ketinggian 9 km, meskipun hingga kurang lebih 115 km atmosfer mengandung oksigen.
Atmosfer memasok kita dengan oksigen yang diperlukan untuk bernapas. Namun, karena penurunan tekanan total atmosfer saat Anda naik ke ketinggian, tekanan parsial oksigen juga menurun.
Sejarah pembentukan atmosfer
Menurut teori yang paling umum, atmosfer bumi memiliki tiga komposisi berbeda sepanjang sejarahnya. Awalnya, itu terdiri dari gas ringan (hidrogen dan helium) yang ditangkap dari ruang antarplanet. Inilah yang disebut suasana primer. Pada tahap selanjutnya, aktivitas vulkanik aktif menyebabkan kejenuhan atmosfer dengan gas selain hidrogen (karbon dioksida, amonia, uap air). Ini adalah bagaimana hal itu terbentuk suasana sekunder. Suasana ini memulihkan. Selanjutnya proses pembentukan atmosfer ditentukan oleh faktor-faktor berikut:
- kebocoran gas ringan (hidrogen dan helium) ke ruang antarplanet;
- reaksi kimia yang terjadi di atmosfer di bawah pengaruh radiasi ultraviolet, pelepasan petir dan beberapa faktor lainnya.
Lambat laun faktor-faktor ini menyebabkan terbentuknya suasana tersier, ditandai dengan kandungan hidrogen yang jauh lebih rendah dan kandungan nitrogen dan karbon dioksida yang jauh lebih tinggi (terbentuk sebagai hasil reaksi kimia dari amonia dan hidrokarbon).
Nitrogen
Terbentuknya nitrogen N2 dalam jumlah besar disebabkan oleh oksidasi atmosfer amonia-hidrogen oleh molekul oksigen O2, yang mulai berasal dari permukaan planet sebagai hasil fotosintesis, mulai 3 miliar tahun yang lalu. Nitrogen N2 juga dilepaskan ke atmosfer sebagai akibat denitrifikasi nitrat dan senyawa lain yang mengandung nitrogen. Nitrogen dioksidasi oleh ozon menjadi NO di atmosfer bagian atas.
Nitrogen N 2 hanya bereaksi dalam kondisi tertentu (misalnya, saat terjadi pelepasan petir). Oksidasi nitrogen molekuler oleh ozon selama pelepasan listrik digunakan dalam jumlah kecil dalam produksi industri pupuk nitrogen. Cyanobacteria (ganggang biru-hijau) dan bakteri bintil, yang membentuk simbiosis rhizobial dengan tanaman polong-polongan, yang dapat menjadi pupuk hijau yang efektif - tanaman yang tidak menguras, tetapi memperkaya tanah dengan pupuk alami, dapat mengoksidasi tanah dengan konsumsi energi yang rendah dan mengubahnya menjadi bentuk yang aktif secara biologis.
Oksigen
Komposisi atmosfer mulai berubah secara radikal dengan munculnya organisme hidup di bumi sebagai hasil fotosintesis yang disertai dengan pelepasan oksigen dan penyerapan karbon dioksida. Awalnya, oksigen dihabiskan untuk oksidasi senyawa tereduksi - amonia, hidrokarbon, besi berbentuk besi yang terkandung di lautan dan lain-lain. Pada akhir tahap ini, kandungan oksigen di atmosfer mulai meningkat. Secara bertahap, suasana modern dengan sifat pengoksidasi terbentuk. Karena hal ini menyebabkan perubahan yang serius dan tiba-tiba pada banyak proses yang terjadi di atmosfer, litosfer, dan biosfer, peristiwa ini disebut Bencana Oksigen.
gas mulia
Polusi udara
Belakangan ini, manusia mulai mempengaruhi evolusi atmosfer. Akibat aktivitas manusia adalah peningkatan konstan kandungan karbon dioksida di atmosfer akibat pembakaran bahan bakar hidrokarbon yang terakumulasi pada era geologi sebelumnya. Sejumlah besar CO 2 dikonsumsi selama fotosintesis dan diserap oleh lautan di dunia. Gas ini masuk ke atmosfer akibat penguraian batuan karbonat dan bahan organik yang berasal dari tumbuhan dan hewan, serta akibat vulkanisme dan aktivitas industri manusia. Selama 100 tahun terakhir, kandungan CO2 di atmosfer telah meningkat sebesar 10%, dengan sebagian besar (360 miliar ton) berasal dari pembakaran bahan bakar. Jika laju pertumbuhan pembakaran bahan bakar terus berlanjut, maka dalam 200-300 tahun mendatang jumlah CO2 di atmosfer akan berlipat ganda dan dapat menyebabkan perubahan iklim global.
Pembakaran bahan bakar merupakan sumber utama pencemar gas (CO, SO2). Sulfur dioksida dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi SO 3, dan nitrogen oksida menjadi NO 2 di lapisan atas atmosfer, yang selanjutnya berinteraksi dengan uap air, dan asam sulfat H 2 SO 4 dan asam nitrat HNO 3 yang dihasilkan jatuh ke dalam permukaan bumi dalam bentuk yang disebut hujan asam. Penggunaan
Suasana (dari bahasa Yunani ατμός - "uap" dan σφαῖρα - "bola") adalah cangkang gas suatu benda langit yang dikelilingi oleh gravitasi. Atmosfer adalah lapisan gas planet ini, yang terdiri dari campuran berbagai gas, uap air, dan debu. Pertukaran materi atmosfer antara Bumi dan Kosmos. Bumi menerima debu kosmik dan material meteorit, serta kehilangan gas paling ringan: hidrogen dan helium. Atmosfer bumi ditembus oleh radiasi kuat dari Matahari, yang menentukan rezim termal permukaan planet, menyebabkan disosiasi molekul gas atmosfer dan ionisasi atom.
Atmosfer bumi mengandung oksigen, yang digunakan oleh sebagian besar organisme hidup untuk respirasi, dan karbon dioksida, yang dikonsumsi oleh tumbuhan, alga, dan cyanobacteria selama fotosintesis. Atmosfer juga merupakan lapisan pelindung planet yang melindungi penghuninya dari radiasi ultraviolet matahari.
Semua benda masif - planet kebumian dan raksasa gas - memiliki atmosfer.
Komposisi atmosfer
Atmosfer merupakan campuran gas yang terdiri dari nitrogen (78,08%), oksigen (20,95%), karbon dioksida (0,03%), argon (0,93%), sejumlah kecil helium, neon, xenon, kripton (0,01%), 0,038% karbon dioksida, dan sejumlah kecil hidrogen, helium, gas mulia lainnya, dan polutan.
Komposisi modern udara bumi terbentuk lebih dari seratus juta tahun yang lalu, namun aktivitas produksi manusia yang meningkat tajam tetap menyebabkan perubahannya. Saat ini terjadi peningkatan kandungan CO 2 sekitar 10-12%. Gas-gas yang menyusun atmosfer mempunyai berbagai peran fungsional. Namun, pentingnya gas-gas ini ditentukan terutama oleh fakta bahwa gas-gas tersebut menyerap energi radiasi dengan sangat kuat dan dengan demikian mempunyai dampak yang signifikan terhadap rezim suhu permukaan dan atmosfer bumi.
Komposisi awal atmosfer planet biasanya bergantung pada sifat kimia dan suhu matahari selama pembentukan planet dan pelepasan gas eksternal selanjutnya. Kemudian komposisi cangkang gas berevolusi di bawah pengaruh berbagai faktor.
Atmosfer Venus dan Mars sebagian besar terdiri dari karbon dioksida dengan sedikit tambahan nitrogen, argon, oksigen, dan gas lainnya. Atmosfer bumi sebagian besar merupakan produk organisme yang hidup di dalamnya. Raksasa gas bersuhu rendah - Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus - terutama mampu menampung gas dengan berat molekul rendah - hidrogen dan helium. Sebaliknya, raksasa gas bersuhu tinggi seperti Osiris atau 51 Pegasi b tidak dapat menahannya dan molekul atmosfernya tersebar di angkasa. Proses ini terjadi secara perlahan dan terus-menerus.
Nitrogen, Gas yang paling umum di atmosfer, secara kimia tidak aktif.
Oksigen, tidak seperti nitrogen, adalah unsur kimia yang sangat aktif. Fungsi spesifik oksigen adalah oksidasi bahan organik organisme heterotrofik, batuan, dan gas yang kurang teroksidasi yang dilepaskan ke atmosfer oleh gunung berapi. Tanpa oksigen, penguraian bahan organik mati tidak akan terjadi.
Struktur atmosfer
Struktur atmosfer terdiri dari dua bagian: bagian dalam - troposfer, stratosfer, mesosfer dan termosfer, atau ionosfer, dan bagian luar - magnetosfer (eksosfer).
1) Troposfer– ini adalah bagian bawah atmosfer di mana 3/4 yaitu terkonsentrasi. ~ 80% dari seluruh atmosfer bumi. Ketinggiannya ditentukan oleh intensitas aliran udara vertikal (naik atau turun) akibat pemanasan permukaan bumi dan lautan, sehingga ketebalan troposfer di garis khatulistiwa adalah 16–18 km, di garis lintang sedang 10–11 km, dan di kutub – hingga 8 km. Suhu udara di troposfer pada ketinggian menurun 0,6ºС untuk setiap 100 m dan berkisar antara +40 hingga - 50ºС.
2)Stratosfer terletak di atas troposfer dan memiliki ketinggian hingga 50 km dari permukaan planet. Suhu di ketinggian hingga 30 km konstan -50ºС. Kemudian mulai menanjak dan pada ketinggian 50 km mencapai +10ºС.
Batas atas biosfer adalah lapisan ozon.
Layar ozon adalah lapisan atmosfer di dalam stratosfer yang terletak pada ketinggian berbeda dari permukaan bumi dan mempunyai kepadatan ozon maksimum pada ketinggian 20-26 km.
Ketinggian lapisan ozon di kutub diperkirakan 7-8 km, di ekuator 17-18 km, dan ketinggian maksimum ozon 45-50 km. Kehidupan di atas lapisan ozon tidak mungkin terjadi karena radiasi ultraviolet Matahari yang keras. Jika Anda memampatkan semua molekul ozon, Anda akan mendapatkan lapisan ~3mm di sekitar planet ini.
3) Mesosfer– batas atas lapisan ini terletak sampai ketinggian 80 km. Fitur utamanya adalah penurunan tajam suhu -90ºС pada batas atasnya. Awan noctilucent yang terdiri dari kristal es terekam di sini.
4) Ionosfer (termosfer) - terletak hingga ketinggian 800 km dan ditandai dengan peningkatan suhu yang signifikan:
150 km suhu +240ºС,
Suhu 200 km +500ºС,
600 km suhu +1500ºС.
Di bawah pengaruh radiasi ultraviolet dari Matahari, gas berada dalam keadaan terionisasi. Ionisasi dikaitkan dengan pancaran gas dan munculnya aurora.
Ionosfer memiliki kemampuan untuk memantulkan gelombang radio berulang kali, sehingga menjamin komunikasi radio jarak jauh di planet ini.
5) Eksosfer– terletak di atas 800 km dan memanjang hingga 3000 km. Di sini suhunya >2000ºС. Kecepatan pergerakan gas mendekati kritis ~ 11,2 km/detik. Atom dominannya adalah hidrogen dan helium, yang membentuk mahkota bercahaya di sekeliling bumi, memanjang hingga ketinggian 20.000 km.
Fungsi atmosfer
1) Termoregulasi - cuaca dan iklim di bumi bergantung pada distribusi panas dan tekanan.
2) Penopang hidup.
3) Di troposfer, terjadi pergerakan massa udara secara vertikal dan horizontal secara global, yang menentukan siklus air dan pertukaran panas.
4) Hampir semua proses geologi permukaan disebabkan oleh interaksi atmosfer, litosfer, dan hidrosfer.
5) Pelindung - atmosfer melindungi bumi dari luar angkasa, radiasi matahari, dan debu meteorit.
Fungsi atmosfer. Tanpa atmosfer, kehidupan di bumi tidak mungkin terjadi. Seseorang mengkonsumsi 12-15 kg setiap hari. udara, menghirup setiap menit dari 5 hingga 100 liter, yang secara signifikan melebihi rata-rata kebutuhan harian akan makanan dan air. Selain itu, atmosfer secara andal melindungi manusia dari bahaya yang mengancam mereka dari luar angkasa: atmosfer tidak memungkinkan meteorit atau radiasi kosmik melewatinya. Seseorang dapat hidup tanpa makanan selama lima minggu, tanpa air selama lima hari, tanpa udara selama lima menit. Kehidupan manusia normal tidak hanya membutuhkan udara, tetapi juga kemurnian tertentu. Kesehatan manusia, keadaan flora dan fauna, kekuatan dan daya tahan struktur dan struktur bangunan bergantung pada kualitas udara. Udara yang tercemar merusak perairan, tanah, laut, dan tanah. Atmosfer menentukan cahaya dan mengatur rezim termal bumi, berkontribusi pada redistribusi panas di seluruh dunia. Cangkang gas melindungi bumi dari pendinginan dan pemanasan yang berlebihan. Jika planet kita tidak dikelilingi oleh cangkang udara, maka dalam satu hari amplitudo fluktuasi suhu akan mencapai 200 C. Atmosfer menyelamatkan semua makhluk hidup di Bumi dari sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar kosmik yang merusak. Atmosfer memainkan peran besar dalam distribusi cahaya. Udaranya memecah sinar matahari menjadi jutaan sinar kecil, menyebarkannya dan menciptakan penerangan yang seragam. Suasana berfungsi sebagai penghantar bunyi.
Struktur atmosfer bumi
Atmosfer adalah cangkang gas bumi beserta partikel-partikel aerosol yang dikandungnya, bergerak bersama-sama dengan bumi di angkasa sebagai satu kesatuan dan sekaligus ikut serta dalam perputaran bumi. Sebagian besar kehidupan kita terjadi di dasar atmosfer.
Hampir semua planet di tata surya kita memiliki atmosfernya masing-masing, namun hanya atmosfer bumi yang mampu mendukung kehidupan.
Ketika planet kita terbentuk 4,5 miliar tahun yang lalu, planet ini tampaknya tidak memiliki atmosfer. Atmosfer terbentuk sebagai akibat dari emisi uap air vulkanik yang bercampur dengan karbon dioksida, nitrogen, dan bahan kimia lainnya dari bagian dalam planet muda. Namun atmosfer hanya mengandung uap air dalam jumlah terbatas, sehingga kelebihan uap air akibat kondensasi menimbulkan lautan. Tapi kemudian atmosfernya kekurangan oksigen. Makhluk hidup pertama yang berasal dan berkembang di lautan, sebagai hasil reaksi fotosintesis (H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2), mulai melepaskan sebagian kecil oksigen, yang mulai masuk ke atmosfer.
Terbentuknya oksigen di atmosfer bumi menyebabkan terbentuknya lapisan ozon pada ketinggian kurang lebih 8 – 30 km. Dan dengan demikian, planet kita telah memperoleh perlindungan dari efek berbahaya radiasi ultraviolet. Keadaan ini menjadi pendorong bagi evolusi lebih lanjut bentuk kehidupan di Bumi, karena Sebagai hasil dari peningkatan fotosintesis, jumlah oksigen di atmosfer mulai meningkat pesat, yang berkontribusi pada pembentukan dan pemeliharaan bentuk kehidupan, termasuk di darat.
Saat ini atmosfer kita terdiri dari 78,1% nitrogen, 21% oksigen, 0,9% argon, dan 0,04% karbon dioksida. Fraksi yang sangat kecil dibandingkan gas utama adalah neon, helium, metana, dan kripton.
Partikel gas yang terdapat di atmosfer dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Dan, mengingat udara bersifat kompresibel, kepadatannya berangsur-angsur berkurang seiring dengan ketinggian, berpindah ke luar angkasa tanpa batas yang jelas. Setengah dari total massa atmosfer bumi terkonsentrasi di 5 km terbawah, tiga perempatnya di 10 km terbawah, dan sembilan persepuluhnya di 20 km terbawah. 99% massa atmosfer bumi terkonsentrasi di bawah ketinggian 30 km, yaitu hanya 0,5% radius khatulistiwa planet kita.
Di permukaan laut, jumlah atom dan molekul per sentimeter kubik udara sekitar 2*10 19, pada ketinggian 600 km hanya 2*10 7. Di permukaan laut, sebuah atom atau molekul bergerak kira-kira 7 * 10 -6 cm sebelum bertabrakan dengan partikel lain. Pada ketinggian 600 km jarak ini sekitar 10 km. Dan di permukaan laut, sekitar 7 * 10 9 tabrakan seperti itu terjadi setiap detik, pada ketinggian 600 km - hanya sekitar satu tabrakan per menit!
Namun tidak hanya tekanan yang berubah seiring ketinggian. Suhu juga berubah. Jadi, misalnya, di kaki gunung yang tinggi cuacanya cukup panas, sedangkan puncak gunungnya tertutup salju dan suhu di sana juga di bawah nol. Dan jika Anda naik pesawat ke ketinggian sekitar 10-11 km, Anda akan mendengar pesan bahwa suhu di luar -50 derajat, sedangkan di permukaan bumi lebih hangat 60-70 derajat...
Awalnya, para ilmuwan berasumsi bahwa suhu menurun seiring ketinggian hingga mencapai nol mutlak (-273,16°C). Tapi itu tidak benar.
Atmosfer bumi terdiri dari empat lapisan: troposfer, stratosfer, mesosfer, ionosfer (termosfer). Pembagian menjadi beberapa lapisan ini juga diadopsi berdasarkan data perubahan suhu terhadap ketinggian. Lapisan paling bawah yang suhu udaranya menurun seiring bertambahnya ketinggian disebut troposfer. Lapisan di atas troposfer, tempat penurunan suhu berhenti, digantikan oleh isoterm, dan akhirnya suhu mulai naik, disebut stratosfer. Lapisan di atas stratosfer yang suhunya turun kembali dengan cepat adalah mesosfer. Dan terakhir, lapisan yang suhunya mulai naik kembali disebut ionosfer atau termosfer.
Troposfer meluas rata-rata hingga 12 km terbawah. Di sinilah cuaca kita terbentuk. Awan tertinggi (cirrus) terbentuk di lapisan paling atas troposfer. Suhu di troposfer menurun secara adiabatik terhadap ketinggian, yaitu. Perubahan suhu terjadi karena penurunan tekanan seiring dengan ketinggian. Profil suhu troposfer sangat ditentukan oleh radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi. Akibat pemanasan permukaan bumi oleh Matahari, terbentuklah aliran konvektif dan turbulen yang mengarah ke atas, sehingga membentuk cuaca. Perlu dicatat bahwa pengaruh permukaan di bawahnya pada lapisan bawah troposfer meluas hingga ketinggian sekitar 1,5 km. Tentu saja tidak termasuk daerah pegunungan.
Batas atas troposfer adalah tropopause - lapisan isotermal. Perhatikan penampakan khas awan petir, yang puncaknya merupakan “semburan” awan cirrus yang disebut “landasan”. “Landasan” ini hanya “menyebar” di bawah tropopause, karena karena isoterm, arus udara ke atas melemah secara signifikan, dan awan berhenti berkembang secara vertikal. Namun dalam kasus khusus yang jarang terjadi, puncak awan kumulonimbus dapat menyerang lapisan bawah stratosfer, sehingga merusak tropopause.
Ketinggian tropopause bergantung pada garis lintang geografis. Jadi, di garis khatulistiwa terletak pada ketinggian kurang lebih 16 km, dan suhunya sekitar –80°C. Di kutub, tropopause terletak lebih rendah, pada ketinggian sekitar 8 km. Di musim panas suhu di sini adalah –40°C, dan –60°C di musim dingin. Jadi, meskipun suhu di permukaan bumi lebih tinggi, tropopause tropis jauh lebih dingin dibandingkan di kutub.
Atmosfer merupakan campuran berbagai gas. Ia memanjang dari permukaan bumi hingga ketinggian 900 km, melindungi planet ini dari spektrum radiasi matahari yang berbahaya, dan mengandung gas yang diperlukan untuk semua kehidupan di planet ini. Atmosfer memerangkap panas matahari, menghangatkan permukaan bumi dan menciptakan iklim yang mendukung.
Komposisi atmosfer
Atmosfer bumi sebagian besar terdiri dari dua gas - nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Selain itu, mengandung pengotor karbon dioksida dan gas lainnya. di atmosfer ia ada dalam bentuk uap, tetesan air di awan, dan kristal es.
Lapisan atmosfer
Atmosfer terdiri dari banyak lapisan, di antaranya tidak ada batas yang jelas. Suhu lapisan yang berbeda sangat berbeda satu sama lain.
Magnetosfer tanpa udara. Di sinilah sebagian besar satelit bumi terbang di luar atmosfer bumi. Eksosfer (450-500 km dari permukaan). Hampir tidak ada gas. Beberapa satelit cuaca terbang di eksosfer. Termosfer (80-450 km) dicirikan oleh suhu yang tinggi, mencapai 1700°C di lapisan atas. Mesosfer (50-80 km). Di daerah ini, suhu turun seiring bertambahnya ketinggian. Di sinilah sebagian besar meteorit (pecahan batuan luar angkasa) yang masuk ke atmosfer terbakar. Stratosfer (15-50 km). Mengandung lapisan ozon, yaitu lapisan ozon yang menyerap radiasi sinar ultraviolet dari Matahari. Hal ini menyebabkan suhu di dekat permukaan bumi meningkat. Pesawat jet biasanya terbang ke sini karena Jarak pandang pada lapisan ini sangat baik dan hampir tidak ada gangguan akibat kondisi cuaca. Troposfer. Ketinggiannya bervariasi antara 8 hingga 15 km dari permukaan bumi. Di sinilah cuaca planet ini terbentuk, sejak di Lapisan ini paling banyak mengandung uap air, debu dan angin. Suhu menurun seiring bertambahnya jarak dari permukaan bumi.
Tekanan atmosfer
Meski tidak kita rasakan, namun lapisan atmosfer memberikan tekanan pada permukaan bumi. Letaknya paling tinggi di dekat permukaan, dan saat Anda menjauh darinya, secara bertahap berkurang. Hal ini bergantung pada perbedaan suhu antara daratan dan lautan, sehingga pada daerah yang terletak pada ketinggian yang sama di atas permukaan laut seringkali terdapat perbedaan tekanan. Tekanan rendah membawa cuaca basah, sedangkan tekanan tinggi biasanya membawa cuaca cerah.
Pergerakan massa udara di atmosfer
Dan tekanan tersebut memaksa lapisan bawah atmosfer bercampur. Beginilah timbulnya angin, bertiup dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Di banyak daerah, angin lokal juga muncul akibat perbedaan suhu antara daratan dan lautan. Pegunungan juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap arah angin.
Efek rumah kaca
Karbon dioksida dan gas lain yang membentuk atmosfer bumi memerangkap panas matahari. Proses ini biasa disebut efek rumah kaca, karena dalam banyak hal mirip dengan sirkulasi panas di rumah kaca. Efek rumah kaca menyebabkan terjadinya pemanasan global di bumi. Di daerah bertekanan tinggi - antisiklon - cuaca cerah cerah terjadi. Daerah bertekanan rendah - siklon - biasanya mengalami cuaca yang tidak stabil. Panas dan cahaya memasuki atmosfer. Gas memerangkap panas yang dipantulkan dari permukaan bumi sehingga menyebabkan peningkatan suhu di bumi.
Ada lapisan ozon khusus di stratosfer. Ozon menghalangi sebagian besar radiasi ultraviolet matahari, melindungi bumi dan seluruh kehidupan di dalamnya dari radiasi tersebut. Para ilmuwan telah menemukan bahwa penyebab rusaknya lapisan ozon adalah gas klorofluorokarbon dioksida khusus yang terkandung dalam beberapa aerosol dan peralatan pendingin. 
Di Kutub Utara dan Antartika, lubang besar telah ditemukan di lapisan ozon, berkontribusi terhadap peningkatan jumlah radiasi ultraviolet yang mempengaruhi permukaan bumi.
Ozon terbentuk di atmosfer bagian bawah sebagai akibat dari radiasi matahari dan berbagai asap dan gas buang. Biasanya tersebar di seluruh atmosfer, tetapi jika lapisan tertutup udara dingin terbentuk di bawah lapisan udara hangat, ozon akan terkonsentrasi dan terjadi kabut asap. Sayangnya, hal ini tidak dapat menggantikan ozon yang hilang melalui lubang ozon.
Lubang pada lapisan ozon di atas Antartika terlihat jelas dalam foto satelit ini. Ukuran lubang bervariasi, namun para ilmuwan percaya bahwa lubang tersebut terus bertambah. Upaya sedang dilakukan untuk mengurangi tingkat gas buang di atmosfer. Polusi udara harus dikurangi dan bahan bakar tanpa asap harus digunakan di perkotaan. Kabut asap menyebabkan iritasi mata dan mati lemas bagi banyak orang.
Kemunculan dan evolusi atmosfer bumi
Atmosfer bumi modern adalah hasil perkembangan evolusioner yang panjang. Itu muncul sebagai akibat dari aksi gabungan faktor geologi dan aktivitas vital organisme. Sepanjang sejarah geologi, atmosfer bumi telah mengalami beberapa kali perubahan besar. Berdasarkan data geologi dan premis teoretis, atmosfer purba Bumi muda, yang ada sekitar 4 miliar tahun yang lalu, dapat terdiri dari campuran gas inert dan gas mulia dengan sedikit tambahan nitrogen pasif (N. A. Yasamanov, 1985; A. S. Monin, 1987; O. G. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991, 1993). Saat ini, pandangan tentang komposisi dan struktur atmosfer awal telah sedikit berubah 4,2 miliar tahun, dan sebagai hasilnya dapat terdiri dari campuran metana degassing mantel dan proses pelapukan aktif yang terjadi di permukaan bumi, uap air, senyawa karbon berupa CO 2 dan CO, sulfur dan senyawanya mulai masuk ke atmosfer , HI dan asam borat, yang ditambah dengan metana, amonia, hidrogen, argon dan beberapa gas mulia lainnya di atmosfer primer ini sangat tipis. Oleh karena itu, suhu di permukaan bumi mendekati suhu kesetimbangan radiasi (A.S. Monin, 1977).
Seiring berjalannya waktu, komposisi gas di atmosfer primer mulai berubah di bawah pengaruh proses pelapukan batuan yang menonjol di permukaan bumi, aktivitas cyanobacteria dan ganggang biru-hijau, proses vulkanik, dan pengaruh sinar matahari. Hal ini menyebabkan penguraian metana menjadi karbon dioksida, amonia menjadi nitrogen dan hidrogen; Karbon dioksida yang perlahan tenggelam ke permukaan bumi, dan nitrogen mulai terakumulasi di atmosfer sekunder. Berkat aktivitas vital ganggang biru-hijau, oksigen mulai diproduksi dalam proses fotosintesis, yang pada awalnya sebagian besar dihabiskan untuk “oksidasi gas atmosfer, dan kemudian batuan. Pada saat yang sama, amonia, yang teroksidasi menjadi molekul nitrogen, mulai terakumulasi secara intensif di atmosfer. Diasumsikan bahwa sejumlah besar nitrogen di atmosfer modern adalah peninggalan. Metana dan karbon monoksida dioksidasi menjadi karbon dioksida. Belerang dan hidrogen sulfida dioksidasi menjadi SO 2 dan SO 3, yang karena mobilitasnya yang tinggi dan ringannya, dengan cepat dihilangkan dari atmosfer. Dengan demikian, atmosfer dari atmosfer pereduksi, seperti pada zaman Archean dan Proterozoikum Awal, berangsur-angsur berubah menjadi atmosfer pengoksidasi.
Karbon dioksida masuk ke atmosfer baik sebagai akibat dari oksidasi metana maupun sebagai akibat dari pelepasan gas pada mantel dan pelapukan batuan. Jika semua karbon dioksida yang dilepaskan sepanjang sejarah Bumi tetap berada di atmosfer, tekanan parsialnya saat ini bisa menjadi sama seperti di Venus (O. Sorokhtin, S. A. Ushakov, 1991). Namun di Bumi, proses sebaliknya terjadi. Sebagian besar karbon dioksida dari atmosfer dilarutkan dalam hidrosfer, yang digunakan oleh hidrobion untuk membangun cangkangnya dan secara biogenik diubah menjadi karbonat. Selanjutnya, lapisan tebal karbonat kemogenik dan organogenik terbentuk darinya.
Oksigen masuk ke atmosfer dari tiga sumber. Untuk waktu yang lama, mulai dari asal mula Bumi, oksigen dilepaskan selama degassing mantel dan terutama digunakan untuk proses oksidatif. Sumber oksigen lainnya adalah fotodisosiasi uap air oleh radiasi matahari ultraviolet yang keras. Penampilan; oksigen bebas di atmosfer menyebabkan kematian sebagian besar prokariota yang hidup dalam kondisi yang berkurang. Organisme prokariotik mengubah habitatnya. Mereka meninggalkan permukaan bumi ke kedalamannya dan ke daerah-daerah di mana kondisi pemulihan masih ada. Mereka digantikan oleh eukariota, yang mulai dengan penuh semangat mengubah karbon dioksida menjadi oksigen.
Selama masa Archean dan sebagian besar Proterozoikum, hampir semua oksigen yang dihasilkan baik secara abiogenik maupun biogenik terutama digunakan untuk oksidasi besi dan belerang. Pada akhir Proterozoikum, semua logam besi divalen yang terletak di permukaan bumi teroksidasi atau berpindah ke inti bumi. Hal ini menyebabkan tekanan parsial oksigen di atmosfer awal Proterozoikum berubah.
Pada pertengahan Proterozoikum, konsentrasi oksigen di atmosfer mencapai titik juri dan mencapai 0,01% dari tingkat saat ini. Mulai saat ini, oksigen mulai terakumulasi di atmosfer dan, mungkin, pada akhir Riphean, kandungannya mencapai titik Pasteur (0,1% dari tingkat saat ini). Ada kemungkinan lapisan ozon muncul pada periode Vendian dan tidak pernah hilang.
Munculnya oksigen bebas di atmosfer bumi merangsang evolusi kehidupan dan menyebabkan munculnya bentuk-bentuk baru dengan metabolisme yang lebih maju. Jika sebelumnya alga uniseluler eukariotik dan cyanea, yang muncul pada awal Proterozoikum, memerlukan kandungan oksigen dalam air hanya 10 -3 dari konsentrasi modern, maka dengan munculnya Metazoa non-kerangka pada akhir Vendian Awal, yaitu sekitar 650 juta tahun yang lalu, konsentrasi oksigen di atmosfer seharusnya jauh lebih tinggi. Bagaimanapun, Metazoa menggunakan respirasi oksigen dan ini mengharuskan tekanan parsial oksigen mencapai tingkat kritis - titik Pasteur. Dalam hal ini, proses fermentasi anaerobik digantikan oleh metabolisme oksigen yang lebih menjanjikan dan progresif.
Setelah itu, akumulasi oksigen lebih lanjut di atmosfer bumi terjadi cukup cepat. Peningkatan progresif dalam volume ganggang biru-hijau berkontribusi pada pencapaian tingkat oksigen di atmosfer yang diperlukan untuk mendukung kehidupan dunia hewan. Stabilisasi tertentu terhadap kandungan oksigen di atmosfer terjadi sejak tumbuhan mencapai daratan - sekitar 450 juta tahun yang lalu. Munculnya tumbuhan di darat, yang terjadi pada periode Silur, menyebabkan stabilisasi akhir kadar oksigen di atmosfer. Sejak saat itu, konsentrasinya mulai berfluktuasi dalam batas yang agak sempit, tidak pernah melebihi batas keberadaan kehidupan. Konsentrasi oksigen di atmosfer telah sepenuhnya stabil sejak munculnya tumbuhan berbunga. Peristiwa ini terjadi pada pertengahan zaman Kapur, yaitu. sekitar 100 juta tahun yang lalu.
Sebagian besar nitrogen terbentuk pada tahap awal perkembangan bumi, terutama karena penguraian amonia. Dengan munculnya organisme, proses pengikatan nitrogen atmosfer menjadi bahan organik dan menguburnya dalam sedimen laut dimulai. Setelah organisme mencapai daratan, nitrogen mulai terkubur di sedimen benua. Proses pengolahan nitrogen bebas semakin intensif dengan munculnya tanaman darat.
Pada pergantian masa Kriptozoikum dan Fanerozoikum, yaitu sekitar 650 juta tahun yang lalu, kandungan karbon dioksida di atmosfer menurun hingga sepersepuluh persen, dan kandungannya mendekati tingkat modern baru-baru ini, sekitar 10-20 juta tahun. yang lalu.
Dengan demikian, komposisi gas di atmosfer tidak hanya menyediakan ruang hidup bagi organisme, tetapi juga menentukan ciri-ciri aktivitas kehidupannya dan berkontribusi terhadap pemukiman dan evolusi. Gangguan yang muncul dalam distribusi komposisi gas di atmosfer yang menguntungkan bagi organisme, baik karena alasan kosmik maupun planet, menyebabkan kepunahan massal dunia organik, yang berulang kali terjadi selama masa Kriptozoikum dan pada batas-batas tertentu dalam sejarah Fanerozoikum.
Fungsi etnosfer atmosfer
Atmosfer bumi menyediakan zat-zat yang diperlukan, energi dan menentukan arah dan kecepatan proses metabolisme. Komposisi gas atmosfer modern optimal bagi keberadaan dan perkembangan kehidupan. Sebagai tempat terbentuknya cuaca dan iklim, atmosfer harus menciptakan kondisi yang nyaman bagi kehidupan manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Penyimpangan kualitas udara atmosfer dan kondisi cuaca ke satu arah atau lainnya menciptakan kondisi ekstrim bagi kehidupan flora dan fauna, termasuk manusia.
Atmosfer bumi tidak hanya menyediakan kondisi bagi keberadaan umat manusia, tetapi juga merupakan faktor utama dalam evolusi etnosfer. Pada saat yang sama, ia ternyata menjadi sumber energi dan bahan mentah untuk produksi. Secara umum atmosfer merupakan salah satu faktor yang menjaga kesehatan manusia, dan beberapa kawasan, karena kondisi fisik-geografis dan kualitas udara atmosfer, berfungsi sebagai kawasan rekreasi dan merupakan kawasan yang diperuntukkan bagi perawatan sanatorium-resor dan rekreasi masyarakat. Dengan demikian, suasana merupakan faktor dampak estetika dan emosional.
Fungsi etnosfer dan teknosfer atmosfer, yang didefinisikan baru-baru ini (E.D. Nikitin, N.A. Yasamanov, 2001), memerlukan kajian independen dan mendalam. Oleh karena itu, kajian fungsi energi atmosfer menjadi sangat relevan, baik dari sudut pandang terjadinya dan berjalannya proses-proses yang merusak lingkungan, maupun dari sudut pandang dampaknya terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia. Dalam hal ini, kita berbicara tentang energi siklon dan antisiklon, pusaran atmosfer, tekanan atmosfer, dan fenomena atmosfer ekstrem lainnya, yang penggunaannya secara efektif akan berkontribusi pada keberhasilan penyelesaian masalah memperoleh sumber energi alternatif yang tidak mencemari lingkungan. lingkungan. Bagaimanapun juga, lingkungan udara, terutama yang bagiannya terletak di atas Samudera Dunia, merupakan kawasan tempat pelepasan energi bebas dalam jumlah yang sangat besar.
Misalnya, diketahui bahwa siklon tropis dengan kekuatan rata-rata melepaskan energi yang setara dengan energi 500.000 bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki hanya dalam satu hari. Dalam 10 hari keberadaan topan tersebut, energi yang dilepaskan cukup untuk memenuhi semua kebutuhan energi negara seperti Amerika Serikat selama 600 tahun.
Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah besar karya ilmuwan alam telah diterbitkan, dengan satu atau lain cara berhubungan dengan berbagai aspek aktivitas dan pengaruh atmosfer terhadap proses terestrial, yang menunjukkan intensifikasi interaksi interdisipliner dalam ilmu pengetahuan alam modern. Pada saat yang sama, peran pengintegrasian arah-arah tertentu terwujud, di antaranya arah fungsional-ekologis dalam geoekologi harus diperhatikan.
Arah ini merangsang analisis dan generalisasi teoritis mengenai fungsi ekologi dan peran planet dari berbagai geosfer, dan ini, pada gilirannya, merupakan prasyarat penting untuk pengembangan metodologi dan landasan ilmiah untuk studi holistik planet kita, penggunaan rasional dan perlindungan sumber daya alam. sumber daya alamnya.
Atmosfer bumi terdiri dari beberapa lapisan: troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, ionosfer, dan eksosfer. Di bagian atas troposfer dan bagian bawah stratosfer terdapat lapisan yang diperkaya ozon yang disebut perisai ozon. Pola tertentu (harian, musiman, tahunan, dll.) dalam distribusi ozon telah ditetapkan. Sejak awal mulanya, atmosfer telah mempengaruhi jalannya proses di planet ini. Komposisi utama atmosfer benar-benar berbeda dibandingkan saat ini, namun seiring berjalannya waktu, porsi dan peran nitrogen molekuler terus meningkat, sekitar 650 juta tahun yang lalu oksigen bebas muncul, yang jumlahnya terus meningkat, namun konsentrasi karbon dioksida menurun sesuai dengan itu. Mobilitas atmosfer yang tinggi, komposisi gasnya, dan keberadaan aerosol menentukan peran luar biasa dan partisipasi aktifnya dalam berbagai proses geologi dan biosfer. Atmosfer memainkan peran besar dalam redistribusi energi matahari dan perkembangan fenomena alam dan bencana alam yang dahsyat. Pusaran atmosfer - angin puting beliung (tornado), angin topan, topan, siklon, dan fenomena lainnya berdampak negatif pada dunia organik dan sistem alam. Sumber utama pencemaran, selain faktor alam, adalah berbagai bentuk aktivitas ekonomi manusia. Dampak antropogenik terhadap atmosfer tidak hanya terlihat dalam munculnya berbagai aerosol dan gas rumah kaca, tetapi juga dalam peningkatan jumlah uap air, dan diwujudkan dalam bentuk kabut asap dan hujan asam. Gas rumah kaca mengubah suhu permukaan bumi; emisi beberapa gas mengurangi volume lapisan ozon dan berkontribusi pada pembentukan lubang ozon. Peran etnosfer atmosfer bumi sangat besar.
Peran atmosfer dalam proses alam
Atmosfer permukaan, dalam keadaan peralihan antara litosfer dan luar angkasa serta komposisi gasnya, menciptakan kondisi bagi kehidupan organisme. Pada saat yang sama, pelapukan dan intensitas penghancuran batuan, perpindahan dan akumulasi material puing bergantung pada jumlah, sifat dan frekuensi curah hujan, frekuensi dan kekuatan angin, dan terutama pada suhu udara. Atmosfer merupakan komponen sentral dari sistem iklim. Suhu dan kelembapan, kekeruhan dan curah hujan, angin - semua ini menjadi ciri cuaca, yaitu keadaan atmosfer yang terus berubah. Pada saat yang sama, komponen-komponen yang sama ini mencirikan iklim, yaitu rata-rata rezim cuaca jangka panjang.
Komposisi gas, keberadaan awan dan berbagai pengotor yang disebut partikel aerosol (abu, debu, partikel uap air), menentukan ciri-ciri lewatnya radiasi matahari melalui atmosfer dan mencegah keluarnya radiasi panas bumi. ke luar angkasa.
Atmosfer bumi sangat mobile. Proses yang terjadi di dalamnya dan perubahan komposisi gas, ketebalan, kekeruhan, transparansi dan keberadaan partikel aerosol tertentu di dalamnya mempengaruhi cuaca dan iklim.
Tindakan dan arah proses alam, serta kehidupan dan aktivitas di Bumi, ditentukan oleh radiasi matahari. Ini menyediakan 99,98% panas yang disuplai ke permukaan bumi. Setiap tahun jumlahnya mencapai 134*1019 kkal. Jumlah panas tersebut bisa diperoleh dengan membakar 200 miliar ton batu bara. Cadangan hidrogen yang menciptakan aliran energi termonuklir dalam massa Matahari ini akan bertahan setidaknya selama 10 miliar tahun lagi, yakni dua kali lipat durasi keberadaan planet kita dan dirinya sendiri.
Sekitar 1/3 dari total energi matahari yang sampai di batas atas atmosfer dipantulkan kembali ke luar angkasa, 13% diserap oleh lapisan ozon (termasuk hampir seluruh radiasi ultraviolet). 7% merupakan sisa atmosfer dan hanya 44% yang mencapai permukaan bumi. Total radiasi matahari yang mencapai bumi per hari sama dengan energi yang diterima umat manusia akibat pembakaran semua jenis bahan bakar selama milenium terakhir.
Besarnya dan sifat sebaran radiasi matahari di permukaan bumi sangat bergantung pada kekeruhan dan transparansi atmosfer. Banyaknya radiasi yang tersebar dipengaruhi oleh ketinggian Matahari di atas cakrawala, transparansi atmosfer, kandungan uap air, debu, jumlah total karbon dioksida, dll.
Jumlah maksimum radiasi yang tersebar mencapai daerah kutub. Semakin rendah posisi Matahari di atas cakrawala, semakin sedikit panas yang masuk ke suatu area tertentu.
Transparansi dan kekeruhan atmosfer sangatlah penting. Pada hari musim panas yang berawan, suhu biasanya lebih dingin daripada saat cuaca cerah, karena mendung di siang hari mencegah pemanasan permukaan bumi.
Tingkat debu di atmosfer memainkan peran utama dalam distribusi panas. Partikel debu dan abu padat yang tersebar halus yang ditemukan di dalamnya, yang mempengaruhi transparansinya, berdampak negatif terhadap distribusi radiasi matahari, yang sebagian besar dipantulkan. Partikel halus memasuki atmosfer melalui dua cara: abu yang dikeluarkan selama letusan gunung berapi, atau debu gurun yang dibawa oleh angin dari daerah tropis dan subtropis yang gersang. Terutama banyak debu yang terbentuk selama musim kemarau, ketika arus udara hangat membawanya ke lapisan atas atmosfer dan dapat bertahan di sana untuk waktu yang lama. Setelah letusan gunung Krakatau pada tahun 1883, debu yang terlempar puluhan kilometer ke atmosfer tetap berada di stratosfer selama kurang lebih 3 tahun. Akibat letusan gunung berapi El Chichon (Meksiko) tahun 1985, debu mencapai Eropa, sehingga terjadi sedikit penurunan suhu permukaan.
Atmosfer bumi mengandung uap air dalam jumlah yang bervariasi. Secara absolut berdasarkan berat atau volume, jumlahnya berkisar antara 2 hingga 5%.
Uap air, seperti karbon dioksida, meningkatkan efek rumah kaca. Di awan dan kabut yang muncul di atmosfer, terjadi proses fisik dan kimia yang aneh.
Sumber utama uap air ke atmosfer adalah permukaan Samudera Dunia. Lapisan air dengan ketebalan 95 hingga 110 cm menguap setiap tahunnya. Sebagian uap air kembali ke laut setelah kondensasi, dan sebagian lainnya diarahkan oleh arus udara menuju benua. Di daerah dengan iklim lembab yang bervariasi, curah hujan membasahi tanah, dan di daerah beriklim lembab menciptakan cadangan air tanah. Dengan demikian, atmosfer merupakan akumulator kelembapan dan reservoir curah hujan. dan kabut yang terbentuk di atmosfer memberikan kelembapan pada penutup tanah sehingga memainkan peran penting dalam perkembangan flora dan fauna.
Kelembaban atmosfer didistribusikan ke seluruh permukaan bumi karena mobilitas atmosfer. Hal ini ditandai dengan sistem angin dan distribusi tekanan yang sangat kompleks. Karena atmosfer terus bergerak, sifat dan skala distribusi aliran dan tekanan angin terus berubah. Skala sirkulasinya bervariasi, mulai dari mikrometeorologi, yang ukurannya hanya beberapa ratus meter, hingga skala global yang mencapai beberapa puluh ribu kilometer. Pusaran atmosfer yang besar berpartisipasi dalam penciptaan sistem arus udara skala besar dan menentukan sirkulasi atmosfer secara umum. Selain itu, mereka adalah sumber fenomena atmosfer yang membawa bencana.
Distribusi kondisi cuaca dan iklim serta fungsi makhluk hidup bergantung pada tekanan atmosfer. Jika tekanan atmosfer berfluktuasi dalam batas kecil, hal ini tidak memainkan peran yang menentukan dalam kesejahteraan manusia dan perilaku hewan, serta tidak mempengaruhi fungsi fisiologis tumbuhan. Perubahan tekanan biasanya berhubungan dengan fenomena frontal dan perubahan cuaca.
Tekanan atmosfer sangat penting dalam pembentukan angin, yang sebagai faktor pembentuk relief, mempunyai dampak yang kuat terhadap dunia hewan dan tumbuhan.
Angin dapat menekan pertumbuhan tanaman dan pada saat yang sama mendorong perpindahan benih. Peran angin dalam membentuk kondisi cuaca dan iklim sangat besar. Ia juga berperan sebagai pengatur arus laut. Angin sebagai salah satu faktor eksogen berkontribusi terhadap erosi dan deflasi material lapuk dalam jarak jauh.
Peran ekologi dan geologi dari proses atmosfer
Penurunan transparansi atmosfer akibat munculnya partikel aerosol dan debu padat di dalamnya mempengaruhi distribusi radiasi matahari sehingga meningkatkan albedo atau reflektifitas. Berbagai reaksi kimia yang menyebabkan penguraian ozon dan terbentuknya awan “mutiara” yang terdiri dari uap air juga menimbulkan akibat yang sama. Perubahan global dalam reflektifitas, serta perubahan gas di atmosfer, terutama gas rumah kaca, bertanggung jawab atas perubahan iklim.
Pemanasan yang tidak merata yang menyebabkan perbedaan tekanan atmosfer di berbagai bagian permukaan bumi menyebabkan terjadinya sirkulasi atmosfer yang merupakan ciri khas troposfer. Ketika terjadi perbedaan tekanan, udara mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Pergerakan massa udara ini, bersama dengan kelembapan dan suhu, menentukan ciri ekologi dan geologi utama dari proses atmosfer.
Tergantung pada kecepatannya, angin melakukan berbagai pekerjaan geologis di permukaan bumi. Dengan kecepatan 10 m/s, ia mengguncang dahan pohon yang lebat, mengangkat dan mengangkut debu dan pasir halus; mematahkan dahan pohon dengan kecepatan 20 m/s, membawa pasir dan kerikil; dengan kecepatan 30 m/s (badai) merobek atap rumah, menumbangkan pohon, mematahkan tiang, memindahkan kerikil dan membawa puing-puing kecil, dan angin topan dengan kecepatan 40 m/s menghancurkan rumah, menghancurkan dan merobohkan listrik. tiang-tiang, menumbangkan pohon-pohon besar.
Badai dan tornado (tornado) - pusaran atmosfer yang terjadi di musim panas di front atmosfer yang kuat, dengan kecepatan hingga 100 m/s, memiliki dampak negatif yang besar terhadap lingkungan dengan konsekuensi bencana. Badai adalah angin puyuh horizontal dengan kecepatan angin topan (hingga 60-80 m/s). Seringkali disertai dengan hujan lebat dan badai petir yang berlangsung dari beberapa menit hingga setengah jam. Badai mencakup area dengan lebar hingga 50 km dan menempuh jarak 200-250 km. Badai besar di Moskow dan wilayah Moskow pada tahun 1998 merusak banyak atap rumah dan menumbangkan pohon.
Tornado, yang disebut tornado di Amerika Utara, adalah pusaran atmosfer berbentuk corong yang kuat, sering kali dikaitkan dengan awan petir. Ini adalah kolom udara yang meruncing di tengahnya dengan diameter beberapa puluh hingga ratusan meter. Angin puting beliung berbentuk corong, sangat mirip dengan belalai gajah, turun dari awan atau naik dari permukaan bumi. Memiliki penghalusan yang kuat dan kecepatan rotasi yang tinggi, tornado bergerak hingga beberapa ratus kilometer, menarik debu, air dari waduk, dan berbagai benda. Tornado yang dahsyat disertai dengan badai petir, hujan dan memiliki daya rusak yang besar.
Tornado jarang terjadi di daerah subkutub atau khatulistiwa, yang selalu dingin atau panas. Ada beberapa tornado di lautan terbuka. Tornado terjadi di Eropa, Jepang, Australia, Amerika Serikat, dan di Rusia terutama sering terjadi di wilayah Central Black Earth, di wilayah Moskow, Yaroslavl, Nizhny Novgorod, dan Ivanovo.
Tornado mengangkat dan memindahkan mobil, rumah, gerbong, dan jembatan. Tornado yang sangat merusak terjadi di Amerika Serikat. Setiap tahun terjadi 450 hingga 1500 angin puting beliung dengan rata-rata korban jiwa sekitar 100 orang. Tornado adalah proses atmosfer yang bersifat bencana dan berlangsung cepat. Mereka terbentuk hanya dalam 20-30 menit, dan masa pakainya 30 menit. Oleh karena itu, hampir tidak mungkin untuk memprediksi waktu dan tempat terjadinya angin puting beliung.
Pusaran atmosfer lainnya yang merusak namun bertahan lama adalah siklon. Mereka terbentuk karena perbedaan tekanan, yang dalam kondisi tertentu berkontribusi pada munculnya gerakan melingkar aliran udara. Pusaran atmosfer berasal dari aliran udara hangat lembab yang kuat ke atas dan berputar dengan kecepatan tinggi searah jarum jam di belahan bumi selatan dan berlawanan arah jarum jam di belahan bumi utara. Siklon, tidak seperti tornado, berasal dari lautan dan menimbulkan dampak destruktif di benua. Faktor perusak utama adalah angin kencang, curah hujan lebat berupa hujan salju, hujan lebat, hujan es, dan banjir bandang. Angin dengan kecepatan 19 - 30 m/s membentuk badai, 30 - 35 m/s - badai, dan lebih dari 35 m/s - badai.
Siklon tropis - angin topan dan topan - memiliki lebar rata-rata beberapa ratus kilometer. Kecepatan angin di dalam topan mencapai kekuatan badai. Siklon tropis berlangsung dari beberapa hari hingga beberapa minggu, bergerak dengan kecepatan 50 hingga 200 km/jam. Siklon garis lintang tengah memiliki diameter yang lebih besar. Dimensi melintangnya berkisar antara seribu hingga beberapa ribu kilometer, dan kecepatan angin sangat cepat. Mereka bergerak di belahan bumi utara dari barat dan disertai hujan es dan salju, yang bersifat bencana. Dalam hal jumlah korban dan kerusakan yang ditimbulkan, angin topan dan angin topan serta angin topan yang terkait dengannya merupakan fenomena alam atmosfer terbesar setelah banjir. Di wilayah padat penduduk di Asia, jumlah korban tewas akibat angin topan mencapai ribuan. Pada tahun 1991, saat terjadi badai di Bangladesh yang menyebabkan terbentuknya gelombang laut setinggi 6 m, 125 ribu orang meninggal. Topan menyebabkan kerusakan besar di Amerika Serikat. Pada saat yang sama, puluhan dan ratusan orang meninggal. Di Eropa Barat, bencana angin topan menimbulkan lebih sedikit kerusakan.
Badai petir dianggap sebagai fenomena atmosfer yang membawa bencana. Hal ini terjadi ketika udara hangat dan lembab naik dengan sangat cepat. Di perbatasan zona tropis dan subtropis, badai petir terjadi 90-100 hari dalam setahun, di zona beriklim sedang 10-30 hari. Di negara kita, jumlah badai petir terbesar terjadi di Kaukasus Utara.
Badai petir biasanya berlangsung kurang dari satu jam. Yang sangat berbahaya adalah hujan lebat, hujan es, sambaran petir, hembusan angin, dan arus udara vertikal. Bahaya hujan es ditentukan oleh ukuran batu es. Di Kaukasus Utara, massa hujan es pernah mencapai 0,5 kg, dan di India tercatat hujan es seberat 7 kg. Daerah perkotaan yang paling berbahaya di negara kita terletak di Kaukasus Utara. Pada bulan Juli 1992, hujan es merusak 18 pesawat di bandara Mineralnye Vody.
Fenomena atmosfer yang berbahaya termasuk petir. Mereka membunuh manusia, ternak, menyebabkan kebakaran, dan merusak jaringan listrik. Sekitar 10.000 orang meninggal setiap tahun di seluruh dunia akibat badai petir dan dampaknya. Terlebih lagi, di beberapa wilayah di Afrika, Prancis, dan Amerika Serikat, jumlah korban akibat petir lebih banyak dibandingkan fenomena alam lainnya. Kerugian ekonomi tahunan akibat badai petir di Amerika Serikat setidaknya mencapai $700 juta.
Kekeringan biasa terjadi di daerah gurun, padang rumput, dan hutan-stepa. Kurangnya curah hujan menyebabkan mengeringnya tanah, menurunnya muka air tanah dan waduk hingga benar-benar kering. Kekurangan kelembaban menyebabkan kematian tumbuh-tumbuhan dan tanaman. Kekeringan sangat parah terjadi di Afrika, Timur Dekat dan Timur Tengah, Asia Tengah, dan Amerika Utara bagian selatan.
Kekeringan mengubah kondisi kehidupan manusia dan berdampak buruk terhadap lingkungan alam melalui proses seperti salinisasi tanah, angin kering, badai debu, erosi tanah, dan kebakaran hutan. Kebakaran sangat parah selama musim kemarau di kawasan taiga, hutan tropis dan subtropis, serta sabana.
Kekeringan merupakan proses jangka pendek yang berlangsung selama satu musim. Ketika kekeringan berlangsung lebih dari dua musim, maka terdapat ancaman kelaparan dan kematian massal. Biasanya, kekeringan mempengaruhi wilayah satu atau lebih negara. Kekeringan berkepanjangan dengan akibat yang tragis sering terjadi terutama di wilayah Sahel Afrika.
Fenomena atmosfer seperti hujan salju, hujan lebat dalam jangka pendek, dan hujan berkepanjangan menyebabkan kerusakan besar. Hujan salju menyebabkan longsoran besar-besaran di pegunungan, dan pencairan salju yang turun dengan cepat serta curah hujan yang berkepanjangan menyebabkan banjir. Banyaknya air yang jatuh ke permukaan bumi, terutama di daerah yang tidak berpohon, menyebabkan erosi tanah yang parah. Ada pertumbuhan intensif sistem balok selokan. Banjir terjadi sebagai akibat dari banjir besar selama periode curah hujan lebat atau air tinggi setelah pemanasan mendadak atau pencairan salju di musim semi dan, oleh karena itu, merupakan fenomena atmosfer (dibahas dalam bab tentang peran ekologis hidrosfer).
Perubahan atmosfer antropogenik
Saat ini, terdapat banyak sumber antropogenik berbeda yang menyebabkan pencemaran udara dan menyebabkan gangguan serius pada keseimbangan ekologi. Dari segi skala, ada dua sumber yang mempunyai dampak terbesar terhadap atmosfer: transportasi dan industri. Rata-rata, transportasi menyumbang sekitar 60% dari total polusi atmosfer, industri - 15, energi panas - 15, teknologi penghancuran limbah rumah tangga dan industri - 10%.
Transportasi, tergantung pada bahan bakar yang digunakan dan jenis oksidator, melepaskan oksida nitrogen, belerang, oksida dan dioksida karbon, timbal dan senyawanya, jelaga, benzopyrene ke atmosfer (zat dari kelompok hidrokarbon aromatik polisiklik, yaitu karsinogen kuat yang menyebabkan kanker kulit).
Industri mengeluarkan sulfur dioksida, karbon oksida dan dioksida, hidrokarbon, amonia, hidrogen sulfida, asam sulfat, fenol, klorin, fluor dan senyawa kimia lainnya ke atmosfer. Namun posisi dominan di antara emisi (hingga 85%) ditempati oleh debu.
Akibat pencemaran, transparansi atmosfer berubah sehingga menimbulkan aerosol, kabut asap, dan hujan asam.
Aerosol adalah sistem terdispersi yang terdiri dari partikel padat atau tetesan cairan yang tersuspensi dalam lingkungan gas. Ukuran partikel fase terdispersi biasanya 10 -3 -10 -7 cm. Tergantung pada komposisi fase terdispersi, aerosol dibagi menjadi dua kelompok. Yang pertama mencakup aerosol yang terdiri dari partikel padat yang terdispersi dalam media gas, yang kedua mencakup aerosol yang merupakan campuran fase gas dan cair. Yang pertama disebut asap, dan yang terakhir disebut kabut. Dalam proses pembentukannya, pusat kondensasi memegang peranan penting. Abu vulkanik, debu kosmik, produk emisi industri, berbagai bakteri, dll. bertindak sebagai inti kondensasi. Jumlah kemungkinan sumber konsentrasi inti terus bertambah. Jadi, misalnya ketika rumput kering dibakar di area seluas 4000 m 2, rata-rata terbentuk 11 * 10 22 inti aerosol.
Aerosol mulai terbentuk sejak planet kita muncul dan mempengaruhi kondisi alam. Namun kuantitas dan tindakannya, yang seimbang dengan siklus umum zat di alam, tidak menyebabkan perubahan lingkungan yang besar. Faktor antropogenik dalam pembentukannya telah menggeser keseimbangan ini menuju kelebihan beban biosfer yang signifikan. Ciri ini terutama terlihat sejak umat manusia mulai menggunakan aerosol yang dibuat khusus baik dalam bentuk zat beracun maupun untuk perlindungan tanaman.
Yang paling berbahaya bagi tumbuh-tumbuhan adalah aerosol sulfur dioksida, hidrogen fluorida, dan nitrogen. Jika bersentuhan dengan permukaan daun yang lembap, akan membentuk asam yang berdampak buruk bagi makhluk hidup. Kabut asam masuk ke organ pernafasan hewan dan manusia bersama dengan udara yang dihirup dan mempunyai efek agresif pada selaput lendir. Beberapa di antaranya menguraikan jaringan hidup, dan aerosol radioaktif menyebabkan kanker. Di antara isotop radioaktif, Sg 90 sangat berbahaya tidak hanya karena karsinogenisitasnya, tetapi juga sebagai analog kalsium, menggantikannya dalam tulang organisme, dan menyebabkan pembusukannya.
Selama ledakan nuklir, awan aerosol radioaktif terbentuk di atmosfer. Partikel-partikel kecil dengan radius 1 - 10 mikron tidak hanya jatuh ke lapisan atas troposfer, tetapi juga ke stratosfer, di mana mereka dapat bertahan dalam waktu yang lama. Awan aerosol juga terbentuk selama pengoperasian reaktor pada instalasi industri yang menghasilkan bahan bakar nuklir, serta akibat kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir.
Asap merupakan campuran aerosol dengan fase terdispersi cair dan padat, yang membentuk tirai berkabut di kawasan industri dan kota-kota besar.
Ada tiga jenis kabut asap: es, basah, dan kering. Kabut es disebut kabut asap Alaska. Ini adalah kombinasi polutan gas dengan penambahan partikel debu dan kristal es yang terjadi ketika tetesan kabut dan uap dari sistem pemanas membeku.
Kabut basah, atau kabut asap tipe London, terkadang disebut kabut musim dingin. Ini adalah campuran polutan gas (terutama sulfur dioksida), partikel debu dan tetesan kabut. Prasyarat meteorologi munculnya kabut asap musim dingin adalah cuaca tenang, di mana lapisan udara hangat terletak di atas lapisan tanah udara dingin (di bawah 700 m). Dalam hal ini, tidak hanya terjadi pertukaran horizontal, tetapi juga vertikal. Polutan yang biasanya tersebar di lapisan tinggi, dalam hal ini terakumulasi di lapisan permukaan.
Kabut asap kering terjadi selama musim panas dan sering disebut kabut asap tipe Los Angeles. Ini adalah campuran ozon, karbon monoksida, nitrogen oksida dan uap asam. Kabut asap tersebut terbentuk akibat penguraian polutan oleh radiasi matahari, terutama bagian ultravioletnya. Prasyarat meteorologi adalah inversi atmosfer, yang dinyatakan dalam munculnya lapisan udara dingin di atas udara hangat. Biasanya, gas dan partikel padat yang terangkat oleh arus udara hangat kemudian tersebar ke lapisan atas yang dingin, tetapi dalam kasus ini mereka terakumulasi di lapisan inversi. Dalam proses fotolisis, nitrogen dioksida yang terbentuk selama pembakaran bahan bakar di mesin mobil terurai:
TIDAK 2 → TIDAK + O
Kemudian sintesis ozon terjadi:
O + O 2 + M → O 3 + M
TIDAK + O → TIDAK 2
Proses fotodisosiasi disertai dengan pendar kuning kehijauan.
Selain itu, terjadi reaksi seperti: SO 3 + H 2 0 -> H 2 SO 4, yaitu terbentuk asam sulfat kuat.
Dengan adanya perubahan kondisi meteorologi (munculnya angin atau perubahan kelembapan), udara dingin menghilang dan kabut asap menghilang.
Kehadiran zat karsinogenik dalam kabut asap menyebabkan gangguan pernapasan, iritasi selaput lendir, gangguan peredaran darah, mati lemas, dan seringkali kematian. Kabut asap sangat berbahaya bagi anak kecil.
Hujan asam adalah presipitasi atmosfer yang diasamkan oleh emisi industri sulfur oksida, nitrogen dan uap asam perklorat dan klorin yang terlarut di dalamnya. Dalam proses pembakaran batu bara dan gas, sebagian besar belerang yang terkandung di dalamnya, baik dalam bentuk oksida maupun dalam senyawa dengan besi, khususnya pirit, pirhotit, kalkopirit, dll, diubah menjadi belerang oksida, yang bersama-sama dengan karbon dioksida, dilepaskan ke atmosfer. Ketika nitrogen atmosfer dan emisi teknis bergabung dengan oksigen, berbagai nitrogen oksida terbentuk, dan volume nitrogen oksida yang terbentuk bergantung pada suhu pembakaran. Sebagian besar nitrogen oksida terjadi selama pengoperasian kendaraan dan lokomotif diesel, dan sebagian kecil terjadi di sektor energi dan perusahaan industri. Sulfur dan nitrogen oksida merupakan pembentuk asam utama. Ketika bereaksi dengan oksigen atmosfer dan uap air yang terkandung di dalamnya, asam sulfat dan nitrat terbentuk.
Diketahui bahwa keseimbangan basa-asam lingkungan ditentukan oleh nilai pH. Lingkungan netral memiliki nilai pH 7, lingkungan asam memiliki nilai pH 0, dan lingkungan basa memiliki nilai pH 14. Di zaman modern, nilai pH air hujan adalah 5,6, meskipun pada masa sekarang nilai pH air hujan adalah 5,6. netral. Penurunan nilai pH sebesar satu sama dengan peningkatan keasaman sepuluh kali lipat dan, oleh karena itu, saat ini, hujan dengan keasaman tinggi turun hampir di mana-mana. Keasaman maksimum hujan yang tercatat di Eropa Barat adalah 4-3,5 pH. Perlu diingat bahwa nilai pH 4-4,5 mematikan bagi sebagian besar ikan.
Hujan asam mempunyai dampak agresif terhadap vegetasi bumi, bangunan industri dan perumahan serta berkontribusi terhadap percepatan pelapukan batuan yang terbuka secara signifikan. Peningkatan keasaman mencegah pengaturan sendiri netralisasi tanah di mana unsur hara larut. Pada gilirannya, hal ini menyebabkan penurunan tajam hasil panen dan menyebabkan degradasi tutupan vegetasi. Keasaman tanah mendorong pelepasan tanah berat yang terikat, yang secara bertahap diserap oleh tanaman, menyebabkan kerusakan jaringan yang serius dan menembus rantai makanan manusia.
Perubahan potensi basa-asam perairan laut, terutama di perairan dangkal, menyebabkan terhentinya reproduksi banyak invertebrata, menyebabkan kematian ikan dan mengganggu keseimbangan ekologi di lautan.
Akibat hujan asam, hutan di Eropa Barat, Negara Baltik, Karelia, Ural, Siberia dan Kanada terancam rusak.
Selubung gas yang mengelilingi planet Bumi kita, yang dikenal sebagai atmosfer, terdiri dari lima lapisan utama. Lapisan-lapisan ini berasal dari permukaan planet, dari permukaan laut (kadang di bawah) dan naik ke luar angkasa dengan urutan sebagai berikut:
- Troposfer;
- Stratosfir;
- Mesosfer;
- Termosfer;
- Eksosfer.
Diagram lapisan utama atmosfer bumi
Di antara masing-masing lima lapisan utama ini terdapat zona transisi yang disebut "jeda" di mana terjadi perubahan suhu, komposisi, dan kepadatan udara. Bersamaan dengan jeda, atmosfer bumi mencakup total 9 lapisan.
Troposfer: tempat terjadinya cuaca
Dari semua lapisan atmosfer, troposfer adalah lapisan yang paling kita kenal (disadari atau tidak), karena kita hidup di dasarnya - permukaan planet. Itu menyelimuti permukaan bumi dan meluas ke atas selama beberapa kilometer. Kata troposfer berarti "perubahan dunia". Nama yang sangat tepat, karena lapisan ini merupakan tempat terjadinya cuaca kita sehari-hari.
Mulai dari permukaan planet, troposfer naik hingga ketinggian 6 hingga 20 km. Sepertiga bagian bawah lapisan, yang paling dekat dengan kita, mengandung 50% dari seluruh gas atmosfer. Ini adalah satu-satunya bagian dari seluruh atmosfer yang bernafas. Karena udara dipanaskan dari bawah oleh permukaan bumi, yang menyerap energi panas Matahari, suhu dan tekanan troposfer menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian.
Di bagian atas terdapat lapisan tipis yang disebut tropopause, yang hanya menjadi penyangga antara troposfer dan stratosfer.
Stratosfer: rumah bagi ozon
Stratosfer adalah lapisan atmosfer berikutnya. Membentang dari 6-20 km hingga 50 km di atas permukaan bumi. Ini adalah lapisan tempat sebagian besar pesawat komersial terbang dan balon udara melakukan perjalanan.
Di sini udara tidak mengalir naik turun, melainkan bergerak sejajar permukaan dalam arus udara yang sangat cepat. Saat Anda naik, suhu meningkat, berkat banyaknya ozon (O3) yang terbentuk secara alami, produk sampingan dari radiasi matahari dan oksigen, yang memiliki kemampuan untuk menyerap sinar ultraviolet matahari yang berbahaya (setiap peningkatan suhu seiring ketinggian dalam meteorologi dikenal). sebagai "inversi").
Karena stratosfer memiliki suhu yang lebih hangat di bagian bawah dan suhu yang lebih dingin di bagian atas, konveksi (pergerakan massa udara secara vertikal) jarang terjadi di bagian atmosfer ini. Faktanya, Anda dapat melihat badai yang mengamuk di troposfer dari stratosfer karena lapisan tersebut bertindak sebagai penutup konveksi yang mencegah penetrasi awan badai.
Setelah stratosfer terdapat lagi lapisan penyangga yang kali ini disebut stratopause.
Mesosfer: atmosfer tengah
Mesosfer terletak kurang lebih 50-80 km dari permukaan bumi. Mesosfer bagian atas adalah tempat alami terdingin di Bumi, dengan suhu bisa turun hingga di bawah -143°C.
Termosfer: atmosfer bagian atas
Setelah mesosfer dan mesopause muncullah termosfer, yang terletak antara 80 dan 700 km di atas permukaan planet, dan mengandung kurang dari 0,01% total udara di selubung atmosfer. Suhu di sini mencapai +2000° C, namun karena sangat tipisnya udara dan kurangnya molekul gas untuk mentransfer panas, suhu tinggi ini dianggap sangat dingin.
Eksosfer: batas antara atmosfer dan ruang angkasa
Pada ketinggian sekitar 700-10.000 km di atas permukaan bumi terdapat eksosfer – tepi luar atmosfer yang berbatasan dengan ruang angkasa. Di sini satelit cuaca mengorbit Bumi.
Bagaimana dengan ionosfer?
Ionosfer bukanlah lapisan yang terpisah, namun sebenarnya istilah ini digunakan untuk menyebut atmosfer dengan ketinggian antara 60 dan 1000 km. Ini mencakup bagian paling atas dari mesosfer, seluruh termosfer dan sebagian eksosfer. Ionosfer mendapatkan namanya karena di bagian atmosfer inilah radiasi Matahari terionisasi ketika melewati medan magnet bumi.