BAHAN AJAR IPS KELAS VII SEMESTER 2 MATERI ATMOSFER

Diposting oleh aldireynal pada 14:08, 14-Jun-13 • Di: edukasi

BAHAN AJAR IPS KELAS VII SEMESTER 2 MATERI ATMOSFER

MATERI BAHAN AJAR
MATA PELAJARAN : I P S TERPADU
KELAS / SEMESTER : VII / 2 (GENAP)





ATMOSFER
(CUACA DAN IKLIM)





STANDAR KOMPETENSI :
Memahami Usaha Manusia untuk Mengenali Perkembangan Lingkungannya
KOMPETENSI DASAR :
Mendeskripsikan Gejala-gejala yang Terjadi di Atmosfer dan Dampaknya terhadap Kehidupan

ATMOSFER

Setelah membaca materi ini, siswa diharapkan dapat :
·    Mendeskripsikan sifat-sifat fisik lapisan atmosfer
·    Mengidentifikasi ciri-ciri lapisan atmosfer dan pemanfaatannya
·    Mendeskripsikan cuaca dan iklim
·    Mengidentifikasi factor yang mempengaruhi terjadinya cuaca dan iklim
·    Menghitung suhu suatu daerah berdasarkan ketinggian di atas permukaan air laut
·    Menganalisis proses terjadinya angin dan memberikancontoh-contohnya
·    Mengidentifikasi tipe hujan (orografis, zenithal, frontal)
·    Mengklasifikasi berbagai tipe iklim
·    Menyajikan informasi tentang persebaran iklim di Indonesia
·    Mendeskripsikan pengaruh atmosfer bagi kehidupan



A.    Sifat Fisik Atmosfer
Salah satu objek geografi adalah atmosfer. Atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi. Lapisan ini berfungsi sebagai payung atau pelindung kehidupan di bumi dari radiasi matahari yang kuat pada siang hari dan mencegah hilangnya panas ke ruang angkasa pada malam hari.
Manusia dapat bertahan sampai satu hari tanpa air di daerah gurun yang paling panas, tetapi tanpa udara manusia hanya bertahan beberapa menit saja. Jadi Anda tentu bisa menyimpulkan sendiri betapa pentingnya udara bagi kehidupan di bumi. Karena tanpa udara, maka manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan tidak dapat hidup. Udara untuk kehidupan sehari-hari terdapat di atmosfer.
Atmosfer juga merupakan penghambat bagi benda-benda angkasa yang bergerak melaluinya sehingga sebagian meteor yang melalui atmosfer akan menjadi panas dan hancur sebelum mencapai permukaan bumi. Lapisan atmosfer merupakan campuran dari gas yang tidak tampak dan tidak berwarna. Empat gas utama dalam udara kering meliputi (lihat tabel 1).
Tabel 1. Gas Utama dalam Udara Kering
Macam Gas
Volume
(%)
Massa (%)
Nitrogen (N
78,088
75,527
Oksigen (O2)
20,049
23,143
Argon (Ar)
0,930
1,282
Karbon dioksida (CO2)
0,030
0,045
Total Keseluruhan
99,097
99,097


Kondisi dan manfaat gas dalam atmosfer antara lain:
1)   Nitrogen (N2) jumlahnya paling banyak, meliputi 78 bagian. Nitrogen tidak langsung bergabung dengan unsur lain, tapi merupakan bagian dari senyawa organik.
2)   Oksigen (O2) sangat penting bagi kehidupan, yaitu untuk mengubah zat makanan menjadi energi hidup.
3)   Karbon dioksida (CO2) menyebabkan efek rumah kaca (greenhouse) transparan terhadap radiasi gelombang pendek dan menyerap radiasi gelombang panjang. Dengan demikian kenaikan kosentrasi CO2 di dalam atmosfer akan menyebabkan kenaikan suhu di bumi.
4)   Ozon (O3) adalah gas yang sangat aktif dan merupakan bentuk lain dari oksigen. Gas ini terdapat pada ketinggian antara 20 hingga 30 km. Ozon dapat menyerap radiasi ultra violet yang mempunyai energi besar dan berbahaya bagi tubuh manusia.
Salah satu unsur yang penting dalam atmosfer adalah uap air. Uap air (H2O) sangat penting dalam proses cuaca atau iklim, karena dapat merubah fase (wujud) menjadi fase cair, atau fase padat melalui kondensasi dan deposisi.
Gambar 1. Perubahan Fase Air.
 

Uap air merupakan senyawa kimia udara dalam jumlah besar yang tersusun dari dua bagian hidrogen dan satu bagian oksigen. Uap air yang terdapat diatmosfer merupakan hasil penguapan dari laut, danau, kolam, sungai dan transpirasi tanaman. Atmosfer selalu dikotori oleh debu. Debu adalah istilah yang dipakai untuk benda yang sangat kecil sehingga tidak tampak kecuali dengan mikroskop. Jumlah debu berubah-ubah tergantung pada tempat. Sumber debu beraneka ragam, yaitu asap, abu vulkanik, pembakaran bahan bakar, kebakaran hutan, smog dan lainnya. Smog singkatan dari smoke and fog adalah kabut tebal yang sering dijumpai di daerah industri yang lembab. Debu dapat menyerap, memantulkan, dan menghamburkan radiasi matahari. Debu atmosferik dapat disapu turun ke permukaan bumi oleh curah hujan, tetapi kemudian atmosfer dapat terisi partikel debu kembali. Debu atmosfer adalah kotoran yang terdapat di atmosfer.

B.     Struktur Vertikal Atmosfer
Atmosfer mempunyai beberapa lapisan udara yang ketebalan dan karakteristiknya berbeda-beda. Secara vertikal pembagian lapisan atmosfer berdasarkan suhu, dapat digambarkan sebagai berikut :

1)          Troposfer
Lapisan troposfer merupakan lapisan udara yang paling rendah. Lapisan ini di khatulistiwa mempunyai ketebalan berkisar 16 km, di daerah sedang ketebalannya berkisar 11 km, dan di daerah kutub berkisar 8 km. Rata-rata kedalaman lapisan troposfer adalah 12 km. Pada lapisan ini, peristiwa-peristiwa cuaca, seperti angin, awan, dan hujan terjadi. Pada lapisan ini terdapat penurunan suhu yang terjadi karena sangat sedikitnya troposfer menyerap radiasi gelombang pendek dari matahari, sebaliknya permukaan tanah memberikan panas pada lapisan troposfer yang terletak di atasnya; melalui konduksi, konveksi, kondensasi dan sublimasi yang dilepaskan oleh uap air atmosfer. Konduksi adalah proses pemanasan secara merambat. Konveksi adalah proses pemanasan secara mengalir. Kondensasi adalah proses pendinginan yang mengubah wujud uap air menjadi air. Sublimasi adalah proses perubahan wujud es menjadi uap air. Suhu udara di daerah tropis pada ketinggian 0 m di atas permukaan laut berkisar 27ºC, sedangkan di bagian atas yang berbatasan dengan tropopause suhunya berkisar 62ºC. Dengan demikian, setiap ada kenaikan tinggi tempat maka suhunya semakin turun. Menurut Teori Braak, setiap naik 100 m maka suhu akan turun 0,61ºC.
2)          Stratosfer
Lapisan stratosfer berada di atas tropopause sampai ketinggian berkisar 49 km dari permukaan laut. Pada stratosfer terdapat lapisan isothermal, yaitu pada ketinggian antara 11-20 km dengan suhu udara beragam ± -60ºC dan lapisan inverse pada ketinggian antara 20-49 km. Pada lapisan inverse suhu udara semakin ke atas semakin meningkat dan sampai ketinggian 49 km suhu udara mencapai -5ºC. Meningkatnya suhu udara ini disebabkan oleh adanya kandungan gas ozon (Oɜ). Di atas stratosfer terdapat lapisan stratopause yang merupakan pembatas antara stratosfer dengan mesosfer. Lapisan isothermal atau lapisan inverse artinya suhu udara bertambah tinggi (panas) seiring dengan naiknya ketinggian.
3)          Mesosfer
Lapisan mesosfer terdapat pada ketinggian antara 49-85 km di atas permukaan bumi. Pada lapisan ini setiap naik 1.000 m, suhu udara akan turun 2,5º-3ºC, sehingga suhu pada lapisan paling atas mencapai -90ºC. Lapisan mesosfer dengan lapisan di atasnya dibatasi oleh lapisan mesopause.
4)          Termosfer
Lapisan ini terletak pada ketinggian antara 85-500 km di atas permukaan bumi yang lebih sering disebut dengan lapisan panas (hot layer). Suhu udara di bagian bawah berkisar -90ºC, sedangkan di bagian atas mencapai kurang lebih 1010ºC. Pada lapisan ini terdapat lapisan ionosfer yang terletak antara 85-375 km di atas permukaan bumi. Partikel-partikel ion yang dihasilkan pada lapisan ini berfungsi untuk memantulkan gelombang radio, baik gelombang panjang maupun gelombang
pendek.
5)          Eksosfer
Lapisan eksosfer berada di atas 500 km di atas permukaan bumi. Molekul-molekul pada lapisan ini selalu bergerak dengan kecepatan yang tinggi. Pengaruh gravitasi bumi terhadap molekul-molekul di sini sangat kecil, sedangkan pengaruh angkasa luar lebih besar sehingga molekul-molekul yang ada sering meninggalkan atmosfer.
Atmosfer mempunyai peranan besar dalam kehidupan yang ada di permukaan bumi. Peranan atmosfer tersebut sebagai berikut:
·         Melindungi bumi dari jatuhnya meteor atau benda angkasa yang lain.
·         Menjaga temperatur udara di permukaan bumi agar tetap bermanfaat untuk kehidupan.
·         Memantulkan gelombang radio.
Selain itu, gas-gas yang ada di atmosfer mempunyai peran masing-masing, sebagai berikut:
·         Nitrogen untuk pertumbuhan tanaman.
·         Oksigen untuk pernapasan.
·         Karbondioksida untuk fotosintesis.
·         Neon untuk lampu listrik.
·         Ozon untuk menyerap sebagian radiasi matahari.

C.    Cuaca dan Iklim
1.      Pengertian Cuaca dan Iklim
Apakah Anda bisa membedakan antara cuaca dengan iklim? Untuk mengetahuinya cobalah Anda simak pernyataan ini “Hari ini sangat cerah”, dan “Bulan bulan belakangan ini tidak tampak turun hujan, sehingga dimana-mana terjadi kekeringan”. Nah bisakah Anda membedakan pernyataan tersebut? Pernyataan yang pertama menunjukkan saat itu juga, waktunya sangat singkat. Dan saya percaya Anda pasti bisa menjawab bahwa pernyataan pertama adalah menunjukkan “cuaca” dan pernyataan yang kedua, karena waktunya sangat lama/panjang, hal itu menunjukkan “iklim”. Benarkah demikian?
Cuaca adalah keadaan udara pada saat tertentu dan di wilayah tertentu yang relatif sempit dan pada jangka waktu yang singkat. Cuaca itu terbentuk dari gabungan unsur cuaca dan jangka waktu cuaca bisa hanya beberapa jam saja. Misalnya: pagi hari, siang hari atau sore hari, dan keadaannya  bisa berbeda-beda untuk setiap tempat serta setiap jamnya. Di Indonesia keadaan cuaca selalu diumumkan untuk jangka waktu sekitar 24 jam melalui prakiraan cuaca hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Departemen Perhubungan. Untuk negara negara yang sudah maju perubahan cuaca sudah diumumkan setiap jam dan sangat akurat (tepat).
Iklim adalah keadaan cuaca rata-rata dalam waktu satu tahun yang penyelidikannya dilakukan dalam waktu yang lama (minimal 30 tahun) dan meliputi wilayah yang luas. (Perbedaan tersebut dapat dilihat pada tabel 2).
Tabel 2. Perbedaan Cuaca dan Iklim
Pembeda
Cuaca
Iklim
Waktu berlangsungnya
Lama (30 – 100 tahun)
Relatif singkat (per hari)
Luas Wilayah
Sangat luas
Sempit
Sifat Perubahan
Lambat
Cepat berubah
Tingkat Prediksi
Sulit
Mudah

Matahari adalah kendali iklim yang sangat penting dan sumber energi di bumi yang menimbulkan gerak udara dan arus laut. Kendali iklim yang lain, misalnya distribusi darat dan air, tekanan tinggi dan rendah, massa udara, pegunungan, arus laut dan badai.
Ilmu untuk mengkaji tentang cuaca disebut meteorologi, sedangkan ilmu yang mempelajari tentang iklim disebut klimatologi.
2.      Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim
Ada beberapa unsur yang mempengaruhi cuaca dan iklim, yaitu suhu udara, tekanan udara, kelembaban udara, angin,curah hujan, dan awan.
a)      Suhu Udara
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya pengukuran dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Termometer yang dapat mencatat sendiri adalah termograph, sedangkan hasil catatannya disebut termogram.
Suhu udara tertinggi di muka bumi adalah di daerah tropis (sekitar ekuator) dan makin ke kutub, makin dingin. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa dingin jika ketinggian bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter, suhu udara berkurang (turun) rata-rata 0,6º C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, besar lapse rate adalah 1º C. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya suhu udara suatu daerah adalah:
·         Lama penyinaran matahari.
·         Sudut datang sinar matahari.
·         Relief permukaan bumi.
·         Banyak sedikitnya awan.
·         Perbedaan letak lintang.
Di Indonesia, keadaan suhu udara relatif bervariasi. Rata-rata suhu tahunan, di Indonesia sekitar 26,8º C. Dalam peta, daerah-daerah yang suhu udaranya sama dihubungkan dengan garis isotherm.
Tx = To – 0,6 x h
  100

 
Untuk mengetahui temperatur rata-rata suatu tempat digunakan rumus:


Keterangan:
Tx  = temperatur rata rata suatu tempat (x) yang dicari
To = temperatur suatu tempat yang sudah diketahui
h    = tinggi tempat (x)

Contoh:
Temperatur permukaan laut = 27ºC. Kota X tingginya 1500 m (di Indonesia).
Tanya: Berapa temperatur rata rata kota X?
Jawab:       Tx        = To – 0,6 x h
  100
= 27º – 0,6 x 1500
     100
= 27º – 0,6 x 15
= 27º – 9º
= 18º C


b)      Tekanan Udara
Kepadatan udara tidak sepadat tanah dan air. Namun udarapun mempunyai berat dan tekanan. Besar atau kecilnya tekanan udara, dapat diukur dengan menggunakan barometer. Orang pertama yang mengukur tekanan udara adalah Torri Celli (1643). Alat yang digunakannya adalah barometer raksa. Tekanan udara menunjukkan tenaga yang bekerja untuk menggerakkan masa udara dalam setiap satuan luas tertentu. Tekanan udara semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut. Satuan ukuran tekanan udara adalah milibar (mb).
Tekanan udara 76 cm Hg sama dengan 1,013 mb. Angka tersebut didasarkan pada kerapatan air raksa pada suhu 0ºC, yaitu 13,951 dan percepatan gravitasi, yaitu 0,980335.
Perhitungannya sebagai berikut.
1 atm                     : 76 cm Hg
Tekanan udara        : 76 x 13,591 x 0,980335
 : 1,01325 (atau dibulatkan menjadi 1,013 mb)
Sebaran tekanan udara di suatu daerah dapat digambarkan dalam peta yang ditunjukkan oleh isobar. Isobar merupakan garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tekanan udara sama. Bidang isobar ialah bidang yang tiap-tiap titiknya mempunyai tekanan udara sama. Jadi perbedaan suhu akan menyebabkan perbedaan tekanan udara. Daerah yang banyak menerima panas matahari, udaranya akan mengembang dan naik. Oleh karena itu, daerah tersebut bertekanan udara rendah. Ditempat lain terdapat tekanan udara tinggi sehingga terjadilah gerakan udara dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan udara rendah. Gerakan udara tersebut dinamakan angin.
c)       Kelembaban Udara
Kelembaban udara menunjukkan banyaknya kandungan uap air di dalam udara. Kandungan uap air yang ada di udara dapat diukur dengan menggunakan alat, yaitu higrometer atau psychrometer. Kelembaban udara dapat dinyatakan dalam bentuk kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.
Ada dua macam kelembaban udara:
c.1)  Kelembaban udara absolut, ialah banyaknya uap air yang terdapat di udara pada suatu tempat. Dinyatakan dengan banyaknya gram uap air dalam 1 m³ udara.
c.2)  Kelembaban udara relatif, ialah perbandingan jumlah uap air dalam udara (kelembaban absolut) dengan jumlah uap air maksimum yang dapat dikandung oleh udara tersebut dalam suhu yang sama dan dinyatakan dalam persen (%).
Contoh:
Dalam 1 m³ udara yang suhunya 20º C terdapat 14 gram uap air (basah absolut = 14 gram), sedangkan uap air maksimum yang dapat dikandungnya pada suhu  20º C = 20 gram.
Jadi kelembaban relatif udara itu =  14   x 100% = 70%.
100
d)   Angin
Angin adalah udara yang bergerak. Angin terjadi sebagai akibat adanya perbedaan tekanan udara. Udara bergerak dari daerah yang bertekanan maksimum ke daerah yang bertekanan minimum. Gerakan udara secara vertikal dinamakan konveksi. Gerakan udara secara horizontal dinamakan adveksi, sedangkan gerakan udara yang tidak teratur disebut dengan turbulensi. Alat untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer.
Ada tiga hal penting yang menyangkut sifat angin yaitu:
·      Kekuatan angin
Menurut hukum Stevenson, kekuatan angin berbanding lurus dengan gradient barometriknya. Gradient baromatrik ialah angka yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar pada tiap jarak 15 meridian (111 km).
·      Arah angin
Satuan yang digunakan untuk besaran arah angin biasanya adalah derajat.
1 derajat untuk angin arah dari Utara.
90 derajat untuk angin arah dari Timur.
180 derajat untuk angin arah dari Selatan.
270 derajat untuk angin arah dari Barat.
Angin menunjukkan dari mana datangnya angin dan bukan ke mana angin itu bergerak. Menurut hukum Buys Ballot, udara bergerak dari daerah yang bertekanan tinggi (maksimum) ke daerah bertekanan rendah (minimum), di belahan bumi utara berbelok ke kanan sedangkan di belahan bumi selatan berbelok ke kiri.
Arah angin dipengaruhi oleh tiga faktor:
·         Gradient barometrik
·         Rotasi bumi
·         Kekuatan yang menahan (rintangan)
Makin besar gradient barometrik, makin besar pula kekuatannya.
Angin yang besar kekuatannya makin sulit berbelok arah. Rotasi bumi, dengan bentuk bumi yang bulat, menyebabkan pembelokan arah angin. Pembelokan angin di ekuator sama dengan 0 (nol). Makin ke arah kutub pembelokannya makin besar. Pembelokan angin yang mencapai 90º sehingga sejajar dengan garis isobar disebut angin geotropik. Hal ini banyak terjadi di daerah beriklim sedang di atas samudra. Kekuatan yang menahan dapat membelokan arah angin. Sebagai contoh, pada saat melalui gunung, angin akan berbelok ke arah kiri, ke kanan atau ke atas.
·      Kecepatan angin
Atmosfer ikut berotasi dengan bumi. Molekul-molekul udara mempunyai kecepatan gerak ke arah timur, sesuai dengan arah rotasi bumi. Kecepatan gerak tersebut disebut kecepatan linier. Bentuk bumi yng bulat ini menyebabkan kecepatan linier makin kecil jika makin dekat ke arah kutub.
Pada dasarnya jenis angin dapat dibedakan menjadi angin tetap, angin periodik, dan angin lokal.
1)               Angin Tetap
1.1) Angin Barat
Sebagian udara yang berasal dari daerah maksimum subtropis Utara dan Selatan mengalir ke daerah sedang Utara dan daerah sedang Selatan sebagai angin Barat. Pengaruh angin Barat di belahan bumi Utara tidak begitu terasa karena hambatan dari benua. Di belahan bumi Selatan pengaruh angin Barat ini sangat besar, tertama pada daerah lintang 60º LS. Di sini bertiup angin Barat yang sangat kencang yang oleh pelaut-pelaut disebut roaring forties.
1.2)  Angin Timur
Di daerah Kutub Utara dan Kutub Selatan bumi terdapat daerah dengan tekanan udara maksimum. Dari daerah ini mengalirlah angin ke daerah minimum subpolar (60º LU/LS). Angin ini disebut angin Timur. Angin timur ini bersifat dingin karena berasal dari daerah kutub.
1.3)  Angin Passat
Angin passat adalah angin bertiup tetap sepanjang tahun dari daerah subtropik menuju ke daerah ekuator (khatulistiwa).
·   Angin Passat Timur Laut bertiup di belahan bumi Utara.
·   Angin Passat Tenggara bertiup di belahan bumi Selatan.
Di sekitar khatulistiwa, kedua angin passat ini bertemu. Karena temperatur di daerah tropis selalu tinggi, maka massa udara tersebut dipaksa naik secara vertikal (konveksi). Daerah pertemuan kedua angin passat tersebut dinamakan Daerah Konvergensi Antar Tropik (DKAT). DKAT ditandai dengan temperatur yang selalu tinggi. Akibat kenaikan massa udara ini, wilayah DKAT terbebas dari adanya angin topan. Akibatnya daerah ini dinamakan daer

Komentar

Belum ada komentar. Tulislah komentar pertama!

Komentar Baru

[Masuk]
Nama:

Email:

Komentar:
(Beberapa Tag BBCode diperbolehkan)