ATMOSPHERE COMPOSITION (KOMPOSISI ATMOSFER)

Apa itu udara?

Kita tahu bhw atmosfer adalah udara pembungkus yg mengelilingi planet kita. Tetapi apa itu udara?

Udara adalah campuran dari banyak gas yg berbeda dimana jumlahnya yg bervariasi dari partikel padat dan cair yg sangat kecil, menggantung (melayang)/ mengambang. Kadang-kadang kita menggunakan istilah udara seperti jika dia adalah gas spesifik. Tetapi ini bukan yg dimaksud.

Apa itu campuran?

Di dalam campuran, masing2 komponen mempertahankan sifat2 fisika dan kimia individualnya. Jika uap air, debu, dan komponen variabel yg lain dikeluarkan dari atmosfer, kita akan mendapatkan bhw komposisi udara adalah sangat stabil hingga ketinggian sekitar 80 km (50 mil)=>homosfer=zona komposisi yg homogeny.

Komposisi Atmosfer

Dua gas nitrogen dan oksigen, mencakup 99 persen volume udara kering yg bersih. Perbandingan volume komposisi gas udara kering: Nitrogen (78.08%), oksigen (20.95%). Meskipun pd kenyataannya nitrogen adalah gas yg paling banyak di atmosfer, dia relatif kurang penting dlm pengertian proses cuaca dan iklim. Oksigen, yg merupakan gas kedua terbanyak di atmosfer adalah yg sesungguhnya penting bagi kehidupan di bumi .

komposisi gas atmosfer

Kira-kira 1% sisa dari udara kering adalah gas argon (0.93%) yg merupakan gas yg tdk bereaksi => argon tdk punya peran penting dlm proses di atmosfer . Jumlah yg sangat kecil dari gas-gas lain juga ada. Masing-masing gas tsb (karbon dioksida, CO2(0.038%), Neon,Ne (0.00182%), Helium,He (0.000524%), Krypton,Kr (0.000114), Hidrogen ,H2(0.00005%)) mewakili hanya sebagian kecil dari 1 persen atmosfer. Bila jumlah yg sangat kecil dilibatkan, maka biasa utk menyatakan konsentrasi dlm parts per million (ppm) daripada dlm persen (parts per hundred) =>CO2 (380 ppm), Ne (18.2ppm). He (5.24ppm), Kr (1.14ppm) dan H2 (0.5ppm). 

Karbon dioksida hanya menyatakan bagian kecil dari atmosfer, tetapi dia adalah komponen yg penting. CO2 penting krn dia penyerap yg efisien dari energi yg dipancarkan bumi dan krnnya mempengaruhi pemanasan atmosfer (pd grafik menunjukkan konsentrasi CO2 naik krn aktivitas manusia, terutama pembakaran bahan bakar fosil. Tambahan CO2 menyebabkan suhu global naik.)

Disamping komponen2 yg stabil spt nitrogen dan oksigen, udara meliputi gas2 dan partikel2 yg konsentrasinya bervariasi besar dari waktu ke waktu dan dari tempat ke tempat lain. Contoh komponen variabel meliputi uap air, debu, ozon, dan polutan yg dibuat manusia. 

Pollutan udara adalah gas2 dan partikel2 di udara yg membahayakan kesehatan kita dan atau mengganggu fungsi lingkungan alamiah. Satu kategori dari pollutan adalah primary pollutans. Primary pollutans secara langsung diemisikan dari sumber yg dpt diidentifikasikan dan dg segera mengotori udara. Pembangkit listrik merupakan sumber sulfur dioxide, particulate matter, dan nitrogen oxides. Ketika sumber primary pollutants diuji, makna dari kategori transportasi adalah jelas, yaitu bertanggung jawab bagi hampir setengah polusi udara (menurut berat.) Kategori lain adalah secondary pollutants, yg terbentuk di atmosfer ketika reaksi berlangsung diantara primary pollutants. Ozone, bahan utama dlm urban smog, adalah contoh secondary pollutant. Dia dihasilkan dekat permukaan bumi ketika primary pollutants tertentu bereaksi krn adanya sinar matahari yg kuat. Reaksi kimia di atmosfer yg dirangsang oleh cahaya matahari spt yg menghasilkan ozone dan komponen urban smog yg lain, dinamakan reaksi fotokimia. Karena reaksi yg membentuk secondary pollutants tsb dirangsang oleh cahaya matahari yg kuat, pembentukannya terbatas pd jam2 sianghari. Puncaknya terjadi di sore hari setelah sepanjang hari yg kalm, panas dan banyak sinar matahari. Seperti yg bisa anda duga, level urban smog biasanya tertinggi di bulan2 musim panas (summer) ketika berkas sinar matahari sangat intens. Hujan asam adalah juga fenomena yg berkaitan dg secondary pollutants. Primary pollutants sulfur dioxide dan nitrogen oxide bereaksi di atmosfer dg air, oksigen, dan zat kimia yg lain membentuk larutan yg ringan dari sulfuric acid dan nitric acid. Hujan asam dpt merusak hutan dan membentuk kondisi yg beracun bagi ikan dan kehidupan lain. Hujan asam juga mempercepat rusaknya batuan dan cat serta korosi metal. Walaupun polusi udara terus menjadi masalah lingkungan yg penting, peningkatan penting dlm kualitas udara telah terjadi. Walaupun progres pengurangan emisi semakin nyata, masih ada sekitar lebih dari 120 juta orang di seluruh negeri yg tinggal di kota yg terpantau tingkat kualitas udaranya berada di atas the primary national standards.

Air bumi secara tetap mengalami siklus di atmosfer, hidrosfer, bumi padat dan biosfer. Kelembaban, jumlah uap air di atmosfer adalah elemen cuaca dasar. Instrumen yg dinamakan sling psychrometer dpt digunakan utk mengukur kelembaban relatif. Uap air mempunyai banyak peran penting di atmosfer . pertama, air merupakan sumber dari semua awan dan presipitasi, air merupakan gas penyerap panas yang berpengaruh pada pemanasan atmosfer, trakhir, panas yang dilepaskan saat kondensasi menyediakan energy untuk badai.

Partikel padat dan cair yg sangat kecil yg menggantung di atmosfer dinamakan aerosol. Aerosol berasal dari banyak sumber alamiah dan manusia. Letusan gunung berapi, tanah yg dihembuskan ke udara, dan tepung sari yg terangkat oleh angin merupakan contoh. Aerosol dpt mengurangi jumlah cahaya matahari yg mencapai permukaan bumi dg menyerap, memantulkan, dan membaurkan energi matahari yg datang. Asap dan jelaga dari kebakaran dan pabrik adalah sumber lain dari aerosol. Aerosol mempunyai peran penting dlm proses cuaca dan iklim. Partikel yg sangat kecil tsb berperan sbg permukaan dimana uap air berkondensasi menghasilkan awan dan fog. 

Komponen variabel lain dari atmosfer adalah gas yg dinamakan ozon. Formula kimia utk ozon adalah O3. ini berarti bhw setiap molekul ozon terdiri dari 3 atom oksigen. Kebanyakan ozon yg terjadi secara alamiah terkonsentrasi diantara 10 dan 50 km di atas permukaan bumi di daerah atmosfer yg dinamakan stratosfer. Ozon di strastosfer menyerap banyak radiasi ultra violet (UV) dari matahari. B erkas UV adalah cahaya pembakar dari matahari dan dpt membahayakan kehidupan. Jika ozon tdk memfilter radiasi UV dari matahari dlm jumlah besar, dan jika sinar UV tsb mencapai permukaan bumi tanpa terhalang, planet kita akan tdk dapat dihuni bagi kebanyakan kehidupan spt yg kita kenal . Ozon terjadi secara alamiah di atas di stratosfer dimana dia menyerap sinar UV dari matahari. Karena panjang gelombang yg diserap di stratosfer adalah berbahaya bagi kehidupan di permukaan, ozon adalah sangat penting krn fungsinya sbg pelindung. Sebaliknya, ozon yg dihasilkan dekat permukaan bumi adalah sbg pollutan. Ozon merupakan komponen utama dlm campuran noxius dari gas dan partikel yg dinamakan photochemical smog, yg terbentuk sbg hasil dari reaksi diantara pollutan yg diemisikan oleh kendaraan bermotor dan industri. Apapun yg mengurangi jumlah ozon di stratosfer dpt mempengaruhi kehidupan manusia di bumi. Meningkatnya radiasi UV di permukaan bumi akan meningkatkan timbulnya kanker kulit. Produksi kimia yg mengandung chlorine spt chlorofuorocarbons (CFCs) telah membawa hilangnya ozon di atmosfer .

Ada banyak penggunaan utk CFCs:

• Pendingin utk refrigerator dan air conditioners

• Pelarut pembersih utk komponen elektronik

• Produksi busa plastik tertentu

• Propellant utk semburan aerosol

CFCs secara perlahan dibawa ke stratosfer dimana mereka dibombardir oleh sinar UV dari matahari. Sbg hasilnya, molekul CFC terurai dan melepaskan atom2 chlorine. Atom chlorine bebas (Cl) bereaksi dg molekul ozon (O3) dg mengambil 1 atom oksigen membentuk chlorine monoxide (ClO)dan meninggalkan 1 molekul oksigen. Kemudian , ketika 1 molekul ClO bertemu dg 1 atom bebas Oksigen, O, atom oksigen mengurai ClO, mengambil atom oksigen dan melepaskan atom Cl kembali ke stratosphere utk menghilangkan lebih banyak ozon. Reaksi ini terjadi terus menerus, membiarkan atom Cl tunggal menghilangkan banyak molekul ozone. Pengurangan ozon terjadi di seluruh dunia, tetapi yg paling banyak setiap September dan Oktober di wilayah Antartika. Disini, selama musim semi di BBS, lubang ozon terjadi . Sebagai keadaan yg menunjukkan keberhasilan UN, Perjanjian yg dinamakan Montreal Protocol sepakat penghapusan penggunaan CFC pd awal abad 21. Data satelit menunjukkan lubang ozon antartika pd 24 September 2006. Lubang meliputi sekitar 29 juta km2, wilayah sedikit lebih besar daripada wilayah seluruh amerika utara. Meskipun CFCs akan tdk lagi digunakan, CFCs yg sdh ada di atmosfer akan tetap aktif utk banyak tahun ke depan. 

Secara ringkas, udara adalah campuran kompleks dari banyak gas dan partikel. Beberapa komponen adalah stabil dan tdk bervariasi, sementara yg lain sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu waktu ke waktu yg lain.