PAPER
“ATMOSFER”
Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah
Agroklimatologi Semester II
Oleh:
Amirul Bahar (1137060009)
Delis Khoeriyah (1137060020)
Jajang Ahmad
Faozan (1137060040)
JURUSAN AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN
TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2014
KATA PENGANTAR
Puji
dan syukur kami penjatkan kehadirat
Allah SWT, yang atas rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan
makalah yang berjudul “Atmosfer”. Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas
kelompok matakuliah Agroklimatologi. Dalam Penulisan makalah ini kami merasa masih
banyak kekurangan baik dalam teknis penulisan maupun materi, mengingat akan
kemampuan yang kami miliki.
Pada
kesempatan ini tidak lupa kami ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Suryaman selaku dosen matakuliah
Agroklimatologi.
Dengan semata-mata mengharap ridho Allah SWT dan
memanjatkan puji dan syukur atas kebesaran-Nya, Kami berharap semoga makalah ini dapat
bermanfaat khususnya bagi penulis, umumnya bagi pembaca.
Bandung, 25 Maret 2014
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bumi merupakan salah satu planet yang ada di tata
surya yang memiliki selubung yang berlapis-lapis. Selubung bumi tersebut berupa
lapisan udara yang sering disebut dengan atmosfer. Atmosfer terdiri atas
bermacam-macam unsur gas dan di dalamnya terjadi proses pembentukan dan
perubahan cuaca dan iklim. Atmosfer
melindungi makhluk hidup dari sinar matahari yang berlebihan dan meteor-meteor
yang ada. Atmosfer terdiri dari lapisan yang berbeda yang tersusun secara
berlapis satu diatas yang lainnya. Persis sebagai mana dipaparkan dalam
al-qur’an surat Al-Baqarah ayat 29 yang menyatakan bahwa atmosfer terdiri dari
tujuh lapisan. Adanya atmosfer bumi memperkecil perbedaan temperatur siang dan
malam. Gejalayang terjadi di atmosfer sangat banyak dan beragam. Pada lapisan
bawah angin berhembus, angin terbentuk, hujan dan salju jatuh, dan terjadilah
musim panas dan musim dingin. Semua ini merupakan gejala yang lazim terjadi
yang sering disebut cuaca. Atmosfer sangat penting bagi kehidupan di bumi ini.
Oleh karena itu, mengetahui dan memahami hekekat atmosfer sangatlah penting
bagi kita agar kita dapat hidup dengan baik di bumi ini. Oleh karena itu
mengingat pentingnya pengetahuan mengenai atmosfer maka Kami menyusun makalah
sesuai tugas yang di berikan yaitu dengan judul ATMOSFER.
1.2 Rumusan
Masalah
1.1.1 Apa yang dimaksud dengan atmosfer?
1.1.2 Apa saja lapisan-lapisan
yang terdapat pada atmosfer?
1.2.3 Bagaimana
komposisi Atmosfer?
1.2.4
Apa manfaat atmosfer bagi kehidupan di Bumi ?
1.2.5
Apa yang
dimaskud dengan karbon di
atmosfer?
1.3
Tujuan
Tujuan dari
penyusunan makalah ini adalah agar kita mengetahui :
1.3.1 Untuk
mengetahui pengertian atmosfer.
1.3.2 Untuk
mengetahui lapisan-lapisan yang ada di atmosfer.
1.3.3 Untuk
mengetahui Komposisi atmosfer.
1.3.4 Untuk
mengetahui manfaat atmosfer bagi kehidupan di Bumi.
1.3.5 Untuk
mengetahui karbon di atmosfer.
Daftar Isi
Kata Pengantar .......................................................................................................... i
Bab I
1.1 Pendahuluan......................................................................................................... ii
1.2 Rumusan Masalah................................................................................................ iii
1.3 Tujuan.................................................................................................................. iii
Bab II
2.1 Pengertian Atmosfer............................................................................................ 1
2.2 Lapisan-lapisan Atmosfer.................................................................................... 2
2.2.1 Troposfer..................................................................................................... 3
2.2.2 Tropopause.................................................................................................. 4
2.2.3 Stratosfer..................................................................................................... 4
2.2.4
Stratopause.................................................................................................. 5
2.2.5 Mesosfer...................................................................................................... 6
2.2.6
Mesopause................................................................................................... 6
2.2.7 Termosfer ................................................................................................... 7
2.2.8 Eksosfer ..................................................................................................... 7
2.3 Komposisi Atmosfer............................................................................................ 8
2.3.1 Gas.............................................................................................................. 8
2.3.2 Uap Air....................................................................................................... 9
2.3.3 Aerosol........................................................................................................ 10
2.4 Sifat Atmosfer..................................................................................................... 12
2.5 Manfaat Atmosfer................................................................................................ 12
2.6 Siklus Karbon....................................................................................................... 13
2.7 Siklus Nitrogen.................................................................................................... 16
Bab III
3.1 Kesimpulan.......................................................................................................... 18
Daftar Pustaka........................................................................................................... 19
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Atmosfer
Atmosfer
berasal dari dua kata Yunani yaitu atmos berarti uap dan sphira berarti
bulatan, berarti atmosfer adalah lapisan gas yang menyelimuti bulatan bumi. Atmosfer
merupakan campuran berbagai gas yang tidak berwarna, tidak terlihat,tidak
berbau. Atmosfer bumi merupakan selubung gas yang menyelimuti permukaanpadat
dan cair pada bumi. Selubung ini membentang ke atas sejauh
beratus-ratuskilometer, dan akhirnya bertemu dengan medium antar planet yang
berkerapatan rendah dalam sistem tata surya. Atmosfer terdapat dari ketinggian
0 km di atas permukaan tanah sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan
bumi. Atmosfer bumi mempunyai ketebalan sekitar 1000 km yang dibagi menjadi
lapisan-lapisan berdasarkan profil temperatur, komposisi atmosfer, sifat
radioelektrik dan lain-lain. Karena sebaran panas tidak sama di dalam atmosfer,
maka terjadi gejala-gejala cuaca yaitu dari angin lemah sampai sangat kencang
di dalam badai atau siklon, dari cuaca cerah, cuaca berawan sampai hujan deras.
Keberadaan atmosfer mencegah kerusakan bumi yang bisa disebabkan oleh meteor.
Atmosfer
mengandung campuran gas-gas yang lebih terkenal dengan nama udara dan menutupi
seluruh permukaan bumi. Campuran gas-gas ini menyatakan komposisi dari atmosfer
bumi. Bagian bawah dari atmosfer bumi dibatasi oleh daratan, samudera, sungai,
danau, es, dan permukaan salju. Gas pembentuk atmosfer disebut udara. Udara
adalah campuran berbagai unsur dan senyawa kimia sehingga udara menjadi
beragam. Keberagaman terjadi biasanya karena kandungan uap air dan susunan
masing-masing bagian dari sisa udara (disebut udara kering)..
2.2
Lapisan-Lapisan Atmosfer
Atmosfer terdiri dari beberapa
lapisan, antara lain:
Gambar 1.1
Lapisan atmosfer
Gambar 1.2.
Lapisan atmosfer dengan ketinggian masing-masing
2.2.1 Troposfer
Troposfer merupakan
lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 -18 km di atas
permukaan bumi. Tebal lapisan troposfer rata-rata ±10 km. Di daerahkhatulistiwa,
ketinggian lapisan troposfer sekitar 16 km dengan temperatur rata-rata80°C.
Daerah sedang ketinggian lapisan troposfer sekitar 11 km dengan
temperaturrata-rata 54°C, sedangkan di daerah kutub ketinggiannya sekitar 8 km
dengan temperaturrata-rata 46°C. Lapisan troposfer ini pengaruhnya sangat besar
sekali terhadapkehidupan mahkluk hidup di muka bumi. Lapisan ini selain terjadi
peristiwa-peristiwa seperti cuaca dan iklim, juga terdapat kira-kira 80% dari
seluruh massagas yang terkandung dalam atmosfer terdapat pada lapisan ini.
Ciri khas yang terjadi pada lapisan troposfer
adalah suhu (temperatur) udara menurun sesuai denganperubahan ketinggian, yaitu
setiap naik 100 meter dari permukaan bumi, suhu(temperatur) udara menurun
sebesar ± 0,5°C. Lapisan troposfer paling atas, yaitu tropopause yang menjadi batas
antara troposferdan stratosfer. Suhu (temperatur) udara di lapisan ini relatif
konstan atau tetap,walaupan ada pertambahan ketinggian, yaitu berkisar antara
-55°C sampai -60°C.Ketebalan lapisan tropopause ± 2 km.Pada lapisan ini, hampir
semua jenis cuaca,perubahan suhu yang
mendadak, angin, tekanan dan kelembaban udara yang kitarasakan
sehari-hari terjadi.Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling
hangat dari troposfer,karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari
matahari dan menyalurkanpanasnya ke udara
Pada troposfer ini terdapat gas-gas rumah kaca yang menyebabkan efek rumah kaca
dan pemanasan global.Troposfer terdiri atas:
·
Lapisan planetair : 0-1 km
·
Lapisan konveksi : 1-8 km
·
Lapisan tropopause : 8-12 km.
2.2.2 Tropopause
Tropopause adalah lapisan udara yang terdapat di
antara troposfer dan stratosfer. Udara pada troposfer bagian atas sangat dingin
dengan demikian lebih berat dibandingkan dengan udara yang berada di atas
tropopause, sehingga udara pada troposfer tidak dapat menembus tropopause.
Ketinggian tropopause lebih besar di ekuator daripada di daerah kutub.
Tropopause terletak pada ketinggian 18 kilometer dengan suhu -80 ºC di ekuator,
sedangkan di kutub tropopause hanya mencapai ketinggian 6 kilometer dengan suhu
-40 ºC
2.2.3 Stratosfer
Lapisan kedua dari atmosfer adalah stratosfer.
Stratosfer terletak pada ketinggianantara 18 - 49 km dari permukaan bumi.
Lapisan ini ditandai dengan adanya prosesinversi suhu, artinya suhu udara
bertambah tinggi seiring dengan kenaikan ketinggiandari permukaan bumi.
Kenaikan suhu udara berdasarkan ketinggian mulai terhenti,yaitu pada puncak
lapisan stratosfer yang disebut stratopause dengan suhu udarasekitar
0°C.Stratopause adalah lapisan batas antara stratosfer dengan mesosfer.
Lapisan initerletak pada ketinggian sekitar 50 - 60 km
dari permukaan bumi. Stratosfer terdiriatas tiga lapisan yaitu, lapisan
isotermis, lapisan panas dan lapisan campuran teratas.Umumnya suhu (temperatur)
udara pada lapisan stratosfer sampai ketinggian 20 kmtetap. Lapisan ini disebut
dengan lapisan isotermis. Lapisan isotermis merupakanlapisan paling bawah dari
stratosfer. Setelah lapisan isotermis, berikutnya terjadipeningkatan suhu
(temperatur) hingga ketinggian ± 45 km. Kenaikan temperatur padalapisan ini disebabkan
oleh adanya lapisan ozon yang menyerap sinar ultra violetyang dipancarkan sinar
matahari. lapisan stratosfer ini tidak ada lagi uap air, awan ataupun debu
atmosfer, dan biasanya pesawat-pesawat yang menggunakan mesin jetterbang pada
lapisan ini. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari gangguan cuaca.Perubahan
secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggiansekitar 11
km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dansangat
dingin yaitu - 70°F atau sekitar - 57°C. Pada lapisan ini angin yang
sangatkencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu. Awan tinggi jenis
cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola
cuaca yang cukupsignifikan.
Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah
menjadisemakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan
konsentrasiozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra
ungu. Suhu padalapisan ini bisa mencapai sekitar 18°C pada ketinggian sekitar
40 km. Lapisanstratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.Ozon
adalah hasil reaksi antara oksigen dengan sinar ultraviolet dari matahari.Ozon
di udara berfungsi menahan radiasi sinar ultraviolet dari matahari pada
tingkatyang aman untuk kesehatan. Ozon berwarna biru pucat yang terbentuk dari
tiga atomoksigen (O3). Ozon adalah gas yang tidak berwarna dan dapat ditemukan
di lapisanstratosfer yaitu lapisan awan yang terletak antara 15 hingga 35 km
dari permukaan bumi.Lapisan ozon sangat penting karena ozon menyerap radiasi
ultra violet (UV) darimatahari untuk melindungi radiasi yang tinggi sampai ke
permukaan bumi. Radiasidalam bentuk UV spektrum mempunyai jarak gelombang yang
lebih pendek daripadacahaya. Radiasi UV dengan jarak gelombang adalah di antara
280 hingga 315 nanometeryang dikenali UV-B dan ia merusak hampir semua
kehidupan.
2.2.4
Stratopause
Stratopause adalah bagian atmosfer yang berada di antara dua lapisan,
yakni stratosfer dan mesosfer. Stratopause adalah bagian dari atmosfer ketika
suhu di stratosfer mencapai titik tertingginya. Stratopause tidak hanya berada
di bumi, namun juga di planet lain yang memiliki atmosfer. Stratopause terletak
50-55 kilometer di atas permukaan bumi dengan tekanan atmosfer sekitar 1/1000
tekanan di permukaan laut.
2.2.5 Mesosfer
Mesosfer adalah lapisan udara ketiga, di mana suhu
atmosfer akan berkurangdengan pertambahan ketinggian hingga ke lapisan keempat.
Mesosfer terletak padaketinggian antara 49 - 82 km dari permukaan bumi. Lapisan
ini merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda
angkasa luar lainnya. Udarayang terdapat di sini akan mengakibatkan pergeseran
berlaku dengan objek yangdatang dari angkasa dan menghasilkan suhu yang tinggi.
Kebanyakan meteor yangsampai ke bumi biasanya terbakar di lapisan ini. Lapisan
mesosfer ini ditandai denganpenurunan suhu (temperatur) udara, rata-rata 0,4°C
per seratus meter. Penurunansuhu (temperatur) udara ini disebabkan karena
mesosfer memiliki kesetimbanganradioaktif yang negatif. Temperatur terendah di
mesosfer kurang dari -81°C. Bahkan dipuncak mesosfer yang disebut mesopause,
yaitu lapisan batas antara mesosfer denganlapisan termosfer temperaturnya
diperkirakan mencapai sekitar -100°C.
2.2.6
Mesopause
Mesopause adalah lapisan batas antara mesosfer dan thermosfer
yang memiliki temperatur minimum. Mesopause adalah tempat terdingin di bumi
dengan suhu serendah -100 ºC karena kurangnya pemanasan dan pendinginan radiasi
matahari yang sangat kuat dari karbondioksida. Mesopause memiliki ketinggian
sekitar 85-100 kilometer dari permukaan bumi .
2.2.7 Termosfer
Termosfer adalah lapisan udara keempat, peralihan dari
mesosfer ke termosferdimulai pada ketinggian sekitar 82 km. Termosfer terletak
pada ketinggian antara 82 -800 km dari permukaan bumi. Lapisan termosfer ini
disebut juga lapisan ionosfer.Lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi
partikel-partikel yang dapatmemberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang
radio, baik gelombangpanjang maupun pendek. Disebut dengan termosfer karena
terjadi kenaikan temperaturyang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar
19820°C. Perubahan ini terjadi karenaserapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi
ini menyebabkan reaksi kimia sehinggamembentuk lapisan bermuatan listrik yang
dikenal dengan nama ionosfer, yangdapat memantulkan gelombang radio. Sebelum
munculnya era satelit, lapisan ini bergunauntuk membantu memancarkan gelombang
radio jarak jauh.
2.2.8 Eksosfer
Eksosfer adalah lapisan udara kelima, eksosfer
terletak pada ketinggian antara 800 -1000 km dari permukaan bumi. Pada lapisan
ini merupakan tempat terjadinya gerakanatom-atom secara tidak beraturan.
Lapisan ini merupakan lapisan paling panas danmolekul udara dapat meninggalkan
atmosfer sampai ketinggian 3.150 km daripermukaan bumi. Lapisan ini sering disebut
pula dengan ruang antar planet dangeostasioner. Lapisan ini sangat berbahaya, karena merupakan tempat
terjadikehancuran meteor dari angkasa luar.
2.3
Komposisi Atmosfer
2.3.1
Gas
|
Gas
|
Simbol
|
Volume
(%)
|
|
Nitrogen
|
N2
|
78,08
|
|
Oksigen
|
O2
|
20,95
|
|
Argon
|
Ar
|
0,93
|
|
Karbon
Dioksida
|
CO2
|
0,035
|
|
Neon
|
Ne
|
0,0018
|
|
Metana
|
CH4
|
0,00017
|
|
Helium
|
He
|
0,0005
|
|
Hidrogen
|
H2
|
0,00005
|
|
Xenon
|
Xe
|
0,000009
|
|
Ozon
|
O3
|
0,000004
|
Tabel diatas menunjukkan bahwa unsur nitrogen dan
oksigen mencapai lebih dari 99%. Kedua unsur ini mempunyai peranan yang penting
bagi kehidupan. Unsur gas yang paling kecil adalah ozon. Meskipun jumlah ozon
sangat sedikit (0,000004%), namun unsur ini mempunyai peranan yang sangat
penting, yaitu menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari sehingga
radiasi yang sampai ke permukaan bumi menjadi kecil Gas-gas yang terdapat di atmosfer terutama
tersusun atas nitrogen (78,08%) dan oksigen (20,95%). Sebagian besar
oksigen di atmosfer dihasilkan oleh tumbuhan. Deforestrasi atau penebangan
hutan akan menyebabkan kadar oksigen di atmosfer berkurang. Gas lain terdapat
di atmosfer dalam jumlah sedikit, di antaranya adalah uap air (0,2-4%), karbon
dioksida (0,035%), ozon (0,000004%) dan argon (0,93%). Selain itu, di atmosfer
terdapat pula partikel debu yang terbawa oleh udara dan gas-gas polutan yang
dihasilkan oleh asap kendaraan bermotor dan industri seperti sulfur dioksida
dan nitrogen oksida.
2.3.2 Uap Air
Uap air berasal dari kandungan air pada hidrosfer yang
menguap. Kadar uap air di atmosfer dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu suhu dan
lokasi. Semakin tinggi suhu udara, maka kandungan air dalam udara semakin
besar. Hal itu dikarenakan semakin banyak air yang menguap. Di daerah
khatulistiwa (daerah panas), kadar uap air rata-rata adalah 3%, artinya dari 1
liter udara terdapat 3% x 1 liter = 0,03 liter uap air. Sebaliknya, di daerah
kutub (daerah dingin), kadar uap air di udara dapat mencapai 0%. Suhu yang
dingin menyebabkan air hampir tidak menguap (hampir semua air membeku)
(Mikrajuddin, 2007).
Kadar uap air di atas permukaan laut, sungai, atau danau lebih tinggi
daripada di atas daratan karena di daerah tersebut lebih banyak terjadi
penguapan. Kadar uap air di daerah yang memiliki banyak laut, sungai, atau
danau lebih tinggi daripada daerah gurun pasir.
2.3.3
Aerosol
Aerosol berupa partikel cair atau
padat yang tersuspensi di dalam gas. Ukuran partikel aerosol antara 0,001-100 µm.
Partikel-partikel yang berdiameter kurang dari 2,5 µm pada umumnya dianggap
halus dan partikel yang berdiameter lebih besar dari 2,5 µm dianggap kasar.
Aerosol yang terdiri dari partikel debu, abu, garam, dan asap juga terdapat di
udara. Jenis aerosol yang dominan di udara yang mengakibatkan pencemaran
tercantum pada Tabel 2 (Mu’in, 2004).
Pada umumnya, kota-kota besar
mempunyai konsentrasi aerosol yang relatif lebih tinggi jika dibandingkan
dengan di lautan. Sumber aerosol ada dua macam, yaitu primer dan sekunder.
Aerosol primer, yaitu aerosol yang dikeluarkan langsung dari berbagai sumber
(contoh : debu yang terbawa oleh udara sebagai akibat adanya angin atau
partikel-partikel asap yang dikeluarkan dari cerobong asap). Aerosol sekunder
mengikuti pada partikel-partikel yang dihasilkan di dalam atmosfer yang
mengalami reaksi-reaksi kimia dari komponen-komponen gas.
Aerosol dengan ukuran jari-jari
0,2 µm sampai dengan 10 µm dalam proses iklim berperan sebagai inti kondensasi
(inti pengembunan) dalam pembentukan butir air di dalam awan. Tanpa adanya inti
kondensasi di atmosfer, butir air hujan akan sulit terbentuk didalam awan.
Tabel Jenis Aerosol yang Dominan di Udara
|
Jenis Aerosol
|
Presentase (%)
|
|
Debu
|
20
|
|
Abu
|
10
|
|
Garam
|
40
|
|
Asap
|
5
|
|
Spora, Virus
|
25
|
|
Total
|
100
|
2.4 Sifat-Sifat
Atmosfer
Lapisan atmosfer sebagai lapisan
pelindung bumi memiliki beberapa sifat, yaitu tidak memiliki warna, tidak
berbau, dan tidak memiliki wujud, serta hanya bisa dirasakan oleh indera perasa
manusia dalam bentuk angin. Atmosfer memiliki berat sehingga dapat menyebabkan
tekanan. Atmosfer memiliki sifat elastis dan dinamis, sehingga dapat mengembang
dan mengerut hingga dapat bergerak dan berpindah.
2.5 Manfaat Atmosfer
Atmosfer berperan sangat penting bagi
kehidupan. Atmosfer melindungi Bumi dari benda-benda Angkasa dan Radiasi Sinar Ultraviolet.
berikut ini manfaat atmosfer antara lain :
· Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke
permukaan bumi pada siang hari dan hilangnya panas yang berlebihan pada malam
hari. Peran
Atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting.
Apabila tidak ada Lapisan
Atmosfer dan bila 100% radiasi matahari diterima oleh
permukaan bumi, maka suhu permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan
tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia.
· Mendistribusikan air ke berbagai wilayah
permukaan bumi. Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi,
peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang
mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan
mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh
air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera
dan laut saja. Pendistribusian air oleh atmosfer ini memberikan
peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh
permukaan bumi.
· Menyediakan okisgen dan karbon dioksida.
Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup. Kebutuhan
tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.
·
Sebagai
penahan Meteor yang akan jatuh ke bumi.
·
Menciptakan cuaca, berupa hujan dan salju sehingga
terjadilah musim panas dan musim dingin.Sarana berlangsungnya proses
pembakaran, tanpa udara kita tidak dapat menyalakan api, bernafas, dan
sebagainya.
2.6 Siklus Karbon
Karbon adalah bahan dasar penyusun
semua senyawa organik. Pergerakannya melalui suatu ekosistem berbarengan dengan
pergerakan energi, melebihi zat kimia lain; karbohidrat dihasilkan selama
fotosintesis, dan CO2 dibebaskan bersama energi selama
respirasi. Dalam siklus karbon, proses timbal balik fotosintesis dan respirasi
seluler menyediakan suatu hubungan antara lingkungan atmosfer dan lingkungan
terestrial. Tumbuhan mendapatkan karbon, dalam bentuk CO2dari atmosfer melalui stomata daunnya dan
menggabungkannya ke dalam bahan organik biomassanya sendiri melalui proses
fotosintesis. Sejumlah bahan organik tersebut kemudian menjadi sumber karbon
bagi konsumen. Respirasi oleh semua organisme mengembalikan CO2 ke
atmosfer (Campbell, 2004).
Meskipun CO2 terdapat di atmosfer dengan
konsentrasi yang relatif rendah (sekitar 0,03%), karbon bersiklus ulang dengan
laju yang relatif cepat, karena tumbuhan mempunyai kebutuhan yang tinggi akan
gas ini. Setiap tahun, tumbuhan mengeluarkan sekitar sepertujuh dari
keseluruhan CO2 yang terdapat di atmosfer,
diseimbangkan melalui proses respirasi. Sejumlah karbon bisa dipindahkan dari
siklus tersebut dalam waktu yang lebih lama. Perombakan metabolik oleh
detritivora akhirnya mendaur ulang karbon ke atmosfer sebagai CO2 (Campbell,
2004).
Jumlah CO2 dalam
atmosfer sedikit bervariasi tergantung musim. Konsentrasi CO2 paling
rendah terjadi selama musim panas di belahan bumi utara dan paling tinggi
selama musim dingin. Naik turunnya konsentrasi CO2 secara
musiman ini terjadi karena terdapat lebih banyak daratan di belahan bumi utara
dibandingkan dengan di belahan bumi selatan, sehingga juga terdapat lebih
banyak vegetasi. Vegetasi tersebut mempunyai aktivitas fotosintesis maksimum
selama musim panas,sehingga mengurangi jumlah CO2 global
di atmosfer. Selama musim dingin, tumbuhan melepaskan lebih banyak CO2 melalui
respirasi untuk fotosintesis, sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan
global gas CO2 tersebut
(Campbell, 2004).Diagram dari
siklus karbon, angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon
tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti
Giga Ton Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon
berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan
dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen.
Bagian
terbesar dari karbon yang berada di atmosfer Bumi adalah
gas karbon dioksida (CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian
yang sangat kecil dari seluruh gas yang ada di atmosfer (hanya sekitar 0,04%
dalam basis molar, meskipun sedang mengalami kenaikan), namun ia memiliki peran
yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di
atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC
ini merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas
rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade
terakhir ini, dan berperan dalam pemanasan global.
Karbon diambil dari atmosfer dengan
berbagai cara:
1. Ketika
matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk
mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan
melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap
karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang
mengalami pertumbuhan yang cepat.
2. Pada
permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan
lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa
oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang
lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagiansolubility pump).
3. Di laut
bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme
membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk
cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan
menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).
4. Pelapukan
batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak
memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer.
Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap
CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana
selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya
(reverse reaction).
Karbon dapat kembali ke atmosfer
dengan berbagai cara pula, yaitu:
1. Melalui
pernapasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi
eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul
organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
2. Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan
Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon
pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon
dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak
tersedia oksigen.
3. Melalui pembakaran material
organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida
(juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar
fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan
(petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan
selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama
naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
4. Produksi semen.Salahsatukomponennya,yaitu kapur atau gamping atau kalsium
oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang
akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
5. Di permukaan
laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali
ke atmosfer.
6. Erupsi
vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas
tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon
dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon
dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia
ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama
dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer
dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun.
2.7 Siklus Nitrogen
Nitrogen adalah
salah satu unsur kimia utama lain dalam ekosistem. Nitrogen ditemukan pada
semua asam amino, yang merupakan penyusun protein organisme-organisme. Nitrogen
tersedia bagi tumbuhan hanya dalam bentuk dua mineral: NH4+ (amonium) dan NO3- (nitrat). Meskipun atmosfer bumi
hampir 80% terdiri atas nitrogen, unsur ini sebagian besar terdaat dalam bentuk
gas nitrogen (N2), yang tidak tersedia bagi
tumbuhan (Campbell, 2004).
Nitrogen memasuki
ekosistem melalui dua jalur alamiah, yang keutamaan relatifnya sangat
bervariasi dari satu ekosistem ke ekosistem yang lain. Yang pertama, deposit
pada atmosfer, merupakan sekitar 5% sampai 10% dari nitrogen yang dapat
digunakan, yang memasuki sebagian besar ekosistem. Dalam proses ini, NH4+ dan NO3-, kedua bentuk nitrogen yang tersedia bagi
tumbuhan,ditambahkan ketanah melalui kelarutannya dalam air hujan atau melalui
pengendapan debu-debu halus atau butiran-butiran lainnya (Campbell,
2004).
Jalur lain untuk masuknya nitrogen ke ekosistem adalah
melalui fiksasi nitrogen. Hanya prokariota tertentu yang dapat memfiksasi
nitrogen yaitu mengubah N2 menjadi mineral yang dapat digunakan untuk
mensintesis senyawa organik bernitrogen seperti asam amino. Nitrogen difiksasi
dalam ekosistem terestrial oleh bakteri tanah yang hidup bebas dan juga bakteri
simbiotik. Beberapa sianobakteri memfiksasi nitrogen, tentunya untuk memenuhi
kebutuhan metaboliknya sendiri, tetapi kelebihan amonia yang dibebaskan oleh
organisme tersebut menjadi tersedia bagi organisme lain. Selain dari sumber
alami nitrogen yang dapat digunakan ini, fiksasi nitrogen secara industri dapat
digunakan untuk pembuatan pupuk (Campbell, 2004).
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Atmosfer
merupakan lapisan udara yang menyelubungi sebuah planet, termasuk bumi.
Atmosfer terdiri atas tiga komponen utama, yakni gas, uap air, dan aerosol.
Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan yang dinamai menurut fenomena yang
terjadi pada lapisan tersebut, antara lain troposfer, tropopause, stratosfer,
stratopause, mesosfer, mesopause, dan thermosfer atau ionosfer. Peranan
atmosfer antara lain sebagai pengendali suhu di bumi, stabilisator unsur-unsur
cuaca, penahan radiasi ultraviolet dari matahari, penyedia O2, CO2, dan N2 bagi
kehidupan serta sebagai penunjang komunikasi radio.
DAFTAR
PUSTAKA
Bayong
Tjasyono. 2007. Metereologi Indonesia 1
Karakteristik dan Sirkulasi Atmosfer.Erlangga:Jakarta
Lakitan,
B. 1994. Dasar-Dasar Klimatologi. PT. Raja
Grafindo Persada: Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar