23Atmosfer

Di sebuah stasiun cuaca, sesaat sebelum jam yang telah disepakati, seorang ahli meteorologi berjalan ke luar di atas rumput sambil memegang sebuah balon berisi hidrogen atau helium, yang lebarnya kira-kira $1.5\,\mathrm{m}$. Di bawahnya, pada seutas tali yang panjang, tergantung sebuah parasut oranye kecil dan sebuah kotak alat seberat 60 sampai 80 gram: sebuah radiosonde. Ia melepaskannya. Balon itu naik kira-kira $300\,\mathrm{m}$ setiap menit, dan setiap detik radiosonde itu mengirimkan lewat radio tekanan, suhu, kelembapan, dan posisinya. Selagi naik, balon itu menggembung, sampai lebarnya 6 sampai $8\,\mathrm{m}$ lalu meletus, sering lebih dari $30\,\mathrm{km}$ di atas tanah, dua jam sesudah peluncuran. Pada jam-jam yang sama setiap hari, adegan yang sama terjadi di lebih dari 800 stasiun di seluruh dunia.

Mengapa balon itu menggembung selagi naik? Apa yang diukur radiosonde dalam perjalanannya ke atas, dan mengapa suhunya tidak terus-menerus turun saja? Di mana udara berakhir?

Yang sudah kamu ketahui

Yang disebut atmosfer adalah lapisan udara yang menyelubungi Bumi. Udara menekan segala sesuatu yang disentuhnya: inilah tekanan udara, yang diukur dengan barometer (buku-buku fisika). Dinas cuaca menyatakannya dalam hektopascal (hPa); di permukaan laut besarnya kira-kira $1013\,\mathrm{hPa}$. Udara kering terdiri atas kira-kira 78 % nitrogen dan 21 % oksigen, dengan sedikit argon, karbon dioksida, dan gas-gas lain (buku-buku kimia). Awan terdiri atas tetes-tetes air yang sangat kecil atau kristal-kristal es (Bab 7).

23.1 Selubung yang tipis

Dilihat dari Stasiun Antariksa Internasional, atmosfer adalah garis tipis yang bercahaya di sepanjang tepi Bumi. Sebagian besar udara, dan hampir semua awan, berada di beberapa kilometer terbawahnya.

Atmosfer tidak mempunyai puncak yang tajam: udaranya makin lama makin tipis seiring ketinggian. Menurut kesepakatan, antariksa dimulai kira-kira pada ketinggian $100\,\mathrm{km}$. Dibandingkan dengan jari-jari Bumi, $6371\,\mathrm{km}$, ketinggian itu sangat kecil: $100 \div 6371 \approx 0.016$, kurang dari 2 % jari-jari. Pada sebuah bola dunia yang lebarnya $30\,\mathrm{cm}$, seluruh atmosfer akan menjadi selaput setebal kira-kira $2\,\mathrm{mm}$.

23.2 Tekanan turun seiring ketinggian

Udara di bagian bawah atmosfer memikul berat seluruh udara di atasnya. Makin tinggi kita naik, makin sedikit udara yang tersisa di atas kepala, dan makin rendah tekanannya. Dalam model baku atmosfer yang dipakai para ahli meteorologi dan para insinyur, tekanannya $1013\,\mathrm{hPa}$ di permukaan laut, separuhnya pada ketinggian kira-kira $5.5\,\mathrm{km}$, dan seperempatnya pada kira-kira $10.3\,\mathrm{km}$.

Karena tekanan mengukur berat udara di atasnya, ketinggian tempat tekanan tinggal separuh juga merupakan ketinggian yang di bawahnya terdapat separuh dari seluruh udara: separuh atmosfer dipadatkan dalam $5.5\,\mathrm{km}$ terbawahnya. Di bawah $11\,\mathrm{km}$ terdapat kira-kira 78 % udara, di bawah $30\,\mathrm{km}$ kira-kira 99 %.

Makin tinggi lagi, tekanan terus turun, kira-kira menjadi separuhnya lagi setiap beberapa kilometer, sehingga tekanan itu segera menjadi sangat kecil. Pangkat sepuluh adalah cara terbaik untuk menuliskannya. Pada ketinggian $30\,\mathrm{km}$, tekanannya kira-kira $12\,\mathrm{hPa}$, kurang lebih $10^{-2}$ dari nilainya di permukaan laut (seperseratus); pada $50\,\mathrm{km}$, kira-kira $0.8\,\mathrm{hPa}$, kurang lebih $10^{-3}$; pada $80\,\mathrm{km}$, kira-kira $0.01\,\mathrm{hPa}$, kurang lebih $10^{-5}$ dari tekanan di permukaan laut.

23.3 Suhu dan lapisan-lapisan

Setiap orang yang pernah mendaki gunung tahu bahwa udara makin dingin seiring ketinggian. Radiosonde menunjukkan bahwa hal ini hanya benar di bagian terbawah atmosfer. Makin tinggi lagi, suhu berhenti turun, lalu naik, lalu turun lagi, lalu naik sekali lagi. Perubahan-perubahan ini membagi atmosfer menjadi lapisan-lapisan.

Definisi 23.1 (Lapisan-lapisan atmosfer)

Dari tanah ke atas, atmosfer dibagi menjadi empat lapisan menurut cara suhunya berubah seiring ketinggian:

• troposfer, tempat suhu turun seiring ketinggian dan tempat hampir semua cuaca terjadi; puncaknya adalah tropopause;
• stratosfer, tempat suhu naik seiring ketinggian, sampai kira-kira $50\,\mathrm{km}$;
• mesosfer, tempat suhu turun lagi, sampai kira-kira $85\,\mathrm{km}$;
• termosfer, tempat udara yang sangat tipis makin lama makin panas seiring ketinggian.

Troposfer menyimpan kira-kira 99 % uap air atmosfer, sehingga hampir semua awan, hujan, dan salju terbentuk di dalamnya. Udaranya terus-menerus teraduk. Puncak troposfer tidak sama tingginya di mana-mana: tropopause paling tinggi di atas khatulistiwa, tempat tingginya dapat mencapai $20\,\mathrm{km}$, dan paling rendah di atas kutub, tempat tingginya dapat turun sampai $7\,\mathrm{km}$ pada musim dingin. Tropopause juga lebih tinggi pada musim panas daripada pada musim dingin. Dalam atmosfer baku, rata-rata untuk lintang tengah, tropopause terletak pada ketinggian $11\,\mathrm{km}$.

Definisi 23.2 (Laju penurunan suhu lingkungan)

Yang disebut laju penurunan suhu lingkungan adalah laju turunnya suhu udara seiring ketinggian di dalam troposfer, dalam derajat Celsius per kilometer. Laju ini berubah dari hari ke hari dan dari tempat ke tempat; atmosfer baku memakai rata-rata $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer.

Metode 23.3 (Membaca profil suhu)

1. Temukan ketinggian pada sumbu tegak lalu bergeraklah mendatar sampai ke kurva; bacalah suhu di bawahnya.
2. Di tempat kurva condong ke kiri ketika naik, udara mendingin seiring ketinggian; di tempat kurva condong ke kanan, udara menghangat seiring ketinggian; di tempat kurva tegak, suhunya tidak berubah.
3. Batas-batas antarlapisan berada di tempat kurva itu berbelok.

Contoh 23.4 (Pesawat penumpang pada ketinggian jelajah)

Sebuah pesawat penumpang terbang jelajah pada ketinggian $11\,\mathrm{km}$, di dekat tropopause. Pada profil itu, suhu di sana kira-kira $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. Dengan laju penurunan suhu: dari $15{}^{\circ}\mathrm{C}$ di permukaan laut, udara mendingin sebanyak $6.5 \times 11 = 71.5$ derajat, sehingga suhunya $15 - 71.5 = -56.5{}^{\circ}\mathrm{C}$. Pada kurva tekanan, tekanannya kira-kira $227\,\mathrm{hPa}$, kurang dari seperempat tekanan di tanah: kabin pesawat harus diberi tekanan.

Di atas tropopause, di dalam stratosfer, pesawat penumpang mendapatkan perjalanan yang lebih tenang: udara di sana makin hangat seiring ketinggian, sehingga udara itu tidak teraduk dari bawah. Di dalam mesosfer, sebagian besar meteor terbakar habis, dan di puncaknya, dekat $86\,\mathrm{km}$, terdapat udara yang paling dingin di seluruh atmosfer, kira-kira $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. Di dalam termosfer, sinar-X dan sinar ultraviolet Matahari memanaskan udara yang sangat tipis itu sampai ratusan, kadang-kadang ribuan, derajat; namun udaranya begitu sedikit sehingga tidak akan terasa hangat. Banyak satelit mengorbit Bumi di sana.

23.4 Lapisan ozon

Stratosfer makin hangat seiring ketinggian karena stratosfer menyerap sebagian cahaya Matahari. Gas yang paling banyak melakukannya adalah ozon, salah satu bentuk oksigen (kimianya dibahas dalam buku-buku kimia).

Definisi 23.5 (Lapisan ozon)

Yang disebut lapisan ozon adalah bagian stratosfer, antara kira-kira $16\,\mathrm{km}$ dan $48\,\mathrm{km}$, tempat terdapatnya kira-kira 90 % ozon atmosfer. Lapisan ini menyerap sebagian besar sinar ultraviolet Matahari yang berbahaya.

Bahkan di dalam lapisan ozon, ozon itu langka: hanya 1 sampai 10 molekul dalam sejuta. Namun bersama oksigen, ozon menahan antara 95 % dan 99.9 % sinar ultraviolet yang mencapai Bumi, termasuk jenis-jenis yang paling berbahaya. Energi yang diserapnya diubah menjadi panas; itulah sebabnya suhu naik di sepanjang stratosfer. Tanpa lapisan ozon, sinar ultraviolet yang mencapai tanah akan membahayakan makhluk hidup.

Di lapangan — Mengikuti balon-balon cuaca

Dinas-dinas cuaca menerbitkan hasil pengukuran radiosonde mereka, sering berupa grafik suhu terhadap ketinggian untuk setiap peluncuran. Bersama orang dewasa, carilah hasil sondasi dari stasiun yang terdekat denganmu, yang dibuat pukul 00.00 atau 12.00 UTC. Temukan ketinggian tempat suhu berhenti turun: itulah tropopause pada hari itu. Bandingkan sondasi musim dingin dengan sondasi musim panas.

23.5 Latihan

Latihan 23.1 ★

Pasangkan setiap lapisan dengan uraiannya: troposfer; stratosfer; mesosfer; termosfer. (a) Suhunya naik seiring ketinggian dan lapisan ozon terdapat di sana. (b) Hampir semua cuaca terjadi di sana. (c) Udara yang paling dingin di atmosfer terdapat di puncaknya. (d) Udara yang sangat tipis dipanaskan sampai ratusan derajat; banyak satelit mengorbit di sana.

Solusi

Solusi Latihan 23.1.

(a) stratosfer; (b) troposfer; (c) mesosfer; (d) termosfer.

Latihan 23.2 ★

Gunakan profil suhu atmosfer baku. (a) Berapa suhu di permukaan laut? (b) Pada $11\,\mathrm{km}$? (c) Pada $50\,\mathrm{km}$? (d) Pada $86\,\mathrm{km}$? (e) Di antara ketinggian berapa suhunya tidak berubah?

Solusi

Solusi Latihan 23.2.

(a) $15{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) Kira-kira $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) Kira-kira $-3{}^{\circ}\mathrm{C}$. (d) Kira-kira $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. (e) Dari $11\,\mathrm{km}$ sampai kira-kira $20\,\mathrm{km}$ (dan sepanjang beberapa kilometer di dekat $50\,\mathrm{km}$ serta tepat di atas $86\,\mathrm{km}$).

Latihan 23.3 ★

Benar atau salah? Perbaikilah kalimat yang salah. (a) Suhu udara selalu turun seiring ketinggian. (b) Separuh dari seluruh udara terdapat di bawah kira-kira $5.5\,\mathrm{km}$. (c) Lapisan ozon terdapat di dalam troposfer. (d) Tropopause lebih tinggi di atas khatulistiwa daripada di atas kutub.

Solusi

Solusi Latihan 23.3.

(a) Salah: suhu turun di troposfer, naik di stratosfer, turun di mesosfer, dan naik lagi di termosfer. (b) Benar. (c) Salah: lapisan ozon terdapat di stratosfer. (d) Benar.

Latihan 23.4 ★

Di lapisan mana setiap benda ini berada? (a) Awan hujan. (b) Pesawat penumpang pada ketinggian $12\,\mathrm{km}$. (c) Balon cuaca sesaat sebelum meletus, pada $32\,\mathrm{km}$. (d) Meteor yang terbakar pada $75\,\mathrm{km}$.

Solusi

Solusi Latihan 23.4.

(a) Troposfer. (b) Stratosfer (dalam atmosfer baku, tropopause berada pada $11\,\mathrm{km}$). (c) Stratosfer. (d) Mesosfer.

Latihan 23.5 ★★

Pada suatu hari di musim panas, suhunya $20{}^{\circ}\mathrm{C}$ di permukaan laut. Andaikan udara mendingin $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer. (a) Berapa suhu pada $2\,\mathrm{km}$? (b) Pada $3\,\mathrm{km}$? (c) Pada ketinggian berapa kira-kira udara mencapai $0{}^{\circ}\mathrm{C}$? Bulatkan sampai satu tempat desimal.

Solusi

Solusi Latihan 23.5.

(a) $20 - 6.5 \times 2 = 20 - 13 = 7{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) $20 - 6.5 \times 3 = 20 - 19.5 = 0.5{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) Udara harus mendingin 20 derajat: $20 \div 6.5 \approx 3.1$, jadi pada kira-kira $3.1\,\mathrm{km}$.

Latihan 23.6 ★★

Sebuah pondok gunung terletak pada ketinggian $3000\,\mathrm{m}$. Seorang pejalan kaki berangkat dari sebuah desa pada ketinggian $500\,\mathrm{m}$ yang suhunya $18{}^{\circ}\mathrm{C}$. Dengan laju penurunan suhu $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer: (a) Berapa kilometer pejalan kaki itu mendaki? (b) Berapa derajat udara mendingin? (c) Suhu berapa yang dapat diperkirakan pejalan kaki itu di pondok?

Solusi

Solusi Latihan 23.6.

(a) $3 - 0.5 = 2.5\,\mathrm{km}$. (b) $6.5 \times 2.5 = 16.25$: kira-kira 16 derajat. (c) $18 - 16.25 \approx 2{}^{\circ}\mathrm{C}$.

Latihan 23.7 ★★

Andaikan tekanan tinggal separuhnya setiap $5.5\,\mathrm{km}$, mulai dari $1000\,\mathrm{hPa}$ di permukaan laut. (a) Berapa tekanan pada $5.5\,\mathrm{km}$? Pada $11\,\mathrm{km}$? Pada $16.5\,\mathrm{km}$? (b) Atmosfer baku memberikan kira-kira $506\,\mathrm{hPa}$, $227\,\mathrm{hPa}$, dan $96\,\mathrm{hPa}$ pada ketiga ketinggian ini (untuk $1013\,\mathrm{hPa}$ di permukaan laut). Apakah aturan separuh ini baik di dekat tanah? Makin tinggi?

Solusi

Solusi Latihan 23.7.

(a) $500\,\mathrm{hPa}$, $250\,\mathrm{hPa}$, dan $125\,\mathrm{hPa}$. (b) Di dekat tanah aturan itu baik ($500\,\mathrm{hPa}$ dibandingkan dengan $506\,\mathrm{hPa}$). Makin tinggi, aturan itu memberikan nilai yang terlalu besar: $250\,\mathrm{hPa}$ dibandingkan dengan $227\,\mathrm{hPa}$, dan $125\,\mathrm{hPa}$ dibandingkan dengan $96\,\mathrm{hPa}$. Aturan separuh itu hanyalah pedoman kasar.

Latihan 23.8 ★★

Di permukaan laut tekanannya kira-kira $1000\,\mathrm{hPa}$, yaitu $10^3$ hPa. (a) Pada $30\,\mathrm{km}$ tekanannya kira-kira $10\,\mathrm{hPa}$. Tuliskan nilai ini sebagai pangkat sepuluh, dan sebutkan berapa kali lebih kecil nilai itu daripada di permukaan laut. (b) Pada $80\,\mathrm{km}$ tekanannya kira-kira $0.01\,\mathrm{hPa}$. Tuliskan sebagai pangkat sepuluh. (c) Berapa kali lebih kecil daripada di permukaan laut?

Solusi

Solusi Latihan 23.8.

(a) $10~\text{hPa} = 10^1$ hPa; $10^3 \div 10^1 = 10^2$: seratus kali lebih kecil. (b) $0.01~\text{hPa} = 10^{-2}$ hPa. (c) $10^3 \div 10^{-2} = 10^5$: seratus ribu kali lebih kecil.

Latihan 23.9 ★★

Sebuah balon cuaca lebarnya $1.5\,\mathrm{m}$ saat diluncurkan dan $6\,\mathrm{m}$ saat meletus. (a) Berapa kali lebih lebar balon itu saat meletus? (b) Jelaskan mengapa balon itu menggembung selagi naik. (c) Mengapa dinas cuaca menggantungkan parasut di bawahnya?

Solusi

Solusi Latihan 23.9.

(a) $6 \div 1.5 = 4$ kali lebih lebar. (b) Selagi balon itu naik, udara di sekelilingnya makin lama makin lemah menekan, sehingga gas di dalamnya mengembang dan balon itu membesar sampai kulitnya pecah. (c) Sesudah balon meletus, parasut memperlambat jatuhnya radiosonde, sehingga radiosonde itu tidak melukai siapa pun atau merusak apa pun.

Latihan 23.10 ★★

Tropopause dapat mencapai $20\,\mathrm{km}$ di atas khatulistiwa dan turun sampai $7\,\mathrm{km}$ di atas kutub pada musim dingin. (a) Berapa kali lebih tebal troposfer di atas khatulistiwa dalam hal ini? Bulatkan sampai satu tempat desimal. (b) Pada profil baku, tropopause berada pada $11\,\mathrm{km}$. Apakah atmosfer baku lebih dekat ke khatulistiwa atau ke kutub? (c) Seorang pilot terbang dari wilayah kutub ke khatulistiwa pada ketinggian tetap $10\,\mathrm{km}$. Apakah pesawat itu berada di troposfer atau di stratosfer pada awal penerbangan (pada musim dingin)? Pada akhirnya?

Solusi

Solusi Latihan 23.10.

(a) $20 \div 7 \approx 2.9$ kali lebih tebal. (b) Lebih dekat ke kutub: $11\,\mathrm{km}$ terletak $4\,\mathrm{km}$ di atas $7\,\mathrm{km}$ tetapi $9\,\mathrm{km}$ di bawah $20\,\mathrm{km}$ (atmosfer baku menggambarkan lintang tengah, bukan khatulistiwa). (c) Pada awal penerbangan, tropopause berada pada kira-kira $7\,\mathrm{km}$, di bawah pesawat: pesawat itu berada di stratosfer. Pada akhirnya, tropopause berada pada kira-kira $20\,\mathrm{km}$: pesawat itu berada di troposfer.

Latihan 23.11 ★★★

Bagian dari seluruh udara yang terdapat di bawah suatu ketinggian adalah $1 - p \div p_0$, dengan $p$ tekanan pada ketinggian itu dan $p_0 = 1013\,\mathrm{hPa}$ tekanan di permukaan laut. (a) Pada $5.5\,\mathrm{km}$, $p \approx 506\,\mathrm{hPa}$: berapa bagian udara yang terdapat di bawahnya? (b) Pada $11\,\mathrm{km}$, $p \approx 227\,\mathrm{hPa}$. (c) Pada $30\,\mathrm{km}$, $p \approx 12\,\mathrm{hPa}$. Berikan jawabannya dalam persen, sebagai bilangan bulat. (d) Berapa bagian udara yang terdapat di atas $30\,\mathrm{km}$?

Solusi

Solusi Latihan 23.11.

(a) $1 - 506 \div 1013 \approx 0.50$: 50 %. (b) $1 - 227 \div 1013 \approx 0.78$: 78 %. (c) $1 - 12 \div 1013 \approx 0.99$: 99 %. (d) Kira-kira 1 %.

Latihan 23.12 ★★★

Sebuah bola dunia sekolah lebarnya $30\,\mathrm{cm}$, sehingga jari-jarinya, $15\,\mathrm{cm}$, mewakili jari-jari Bumi, $6371\,\mathrm{km}$. (a) Berapa kilometer yang diwakili oleh $1\,\mathrm{cm}$ pada bola dunia itu? Bulatkan ke kilometer terdekat. (b) Berapa tebal, dalam milimeter, atmosfer sampai $100\,\mathrm{km}$ pada bola dunia ini? (c) Dan troposfer, yang tebalnya $11\,\mathrm{km}$? (d) Selembar kertas tebalnya kira-kira $0.1\,\mathrm{mm}$. Berapa lembar kertas yang diperlukan untuk menyamai troposfer bola dunia itu?

Solusi

Solusi Latihan 23.12.

(a) $6371 \div 15 \approx 425$ km untuk setiap sentimeter. (b) $100 \div 425 \approx 0.24$ cm, kira-kira $2.4\,\mathrm{mm}$. (c) $11 \div 425 \approx 0.026$ cm, kira-kira $0.26\,\mathrm{mm}$. (d) $0.26 \div 0.1 \approx 2.6$: dua atau tiga lembar kertas.

23.6 Soal: Mengikuti balon cuaca

Soal 23.1

Soal akhir pekan — sebuah balon cuaca naik menembus atmosfer; suhu-suhunya menunjukkan lapisan-lapisan, dan tekanan-tekanannya menunjukkan di mana tekanan tinggal seperempat dari tekanan di permukaan laut

Sebuah radiosonde diluncurkan dari sebuah stasiun di permukaan laut. Balonnya naik kira-kira $300\,\mathrm{m}$ per menit. Tabel berikut memberikan tekanan dan suhu yang diukurnya (nilai-nilai atmosfer baku, dibulatkan).

ketinggian (km)	0	2	4	6	8	10	12	14
tekanan (hPa)	1013	795	617	472	357	265	194	142
suhu ($^\circ$C)	15	2	$-11$	$-24$	$-37$	$-50$	$-56$	$-56$
ketinggian (km)	16	18	20	22	24	26	28	30
tekanan (hPa)	104	76	55	40	30	22	16	12
suhu ($^\circ$C)	$-56$	$-56$	$-56$	$-55$	$-53$	$-51$	$-49$	$-47$

Bagian I — Pendakian.

1. Berapa meter balon itu naik dalam 10 menit?
2. Berapa lama waktu yang diperlukannya untuk mencapai $6\,\mathrm{km}$? Dan $30\,\mathrm{km}$?
3. Balon itu meletus pada $30\,\mathrm{km}$. Berapa lama penerbangan itu berlangsung, dalam jam dan menit?
4. Sebutkan lapisan tempat balon itu berada pada $8\,\mathrm{km}$, dan lapisan tempatnya berada ketika meletus.

Bagian II — Suhu.

5. Berapa derajat suhu turun antara tanah dan $10\,\mathrm{km}$?
6. Berapa laju penurunan suhu dalam derajat per kilometer pada bagian pendakian ini?
7. Di antara ketinggian berapa suhunya tetap sama? Di mana tropopause?
8. Apa yang terjadi pada suhu di atas $20\,\mathrm{km}$? Gas apa yang menjelaskannya?

Bagian III — Tekanan.

9. Berapa separuh dari tekanan di permukaan laut? Di antara ketinggian berapa tekanan itu tercapai?
10. Berapa seperempat dari tekanan di permukaan laut? Bulatkan ke hektopascal terdekat.
11. Di antara dua ketinggian mana dalam tabel itu seperempat ini tercapai?
12. Tekanan turun sebanyak $71\,\mathrm{hPa}$ antara $10\,\mathrm{km}$ dan $12\,\mathrm{km}$. Dengan menganggap tekanan itu turun secara merata, pada ketinggian berapa kira-kira tekanannya tinggal seperempat dari nilainya di permukaan laut? Bulatkan sampai satu tempat desimal.

Solusi

Solusi Soal 23.1.

1. $300 \times 10 = 3000$ m.

2. $6000 \div 300 = 20$ menit; $30\,000 \div 300 = 100$ menit.

3. 100 menit, yaitu 1 jam 40 menit.

4. Pada $8\,\mathrm{km}$: troposfer (suhunya masih turun). Pada $30\,\mathrm{km}$: stratosfer.

5. $15 - (-50) = 65$ derajat.

6. $65 \div 10 = 6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer.

7. Dari $12\,\mathrm{km}$ sampai $20\,\mathrm{km}$ suhunya tetap $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. Pendinginan berhenti antara $10\,\mathrm{km}$ dan $12\,\mathrm{km}$: tropopause berada pada kira-kira $11\,\mathrm{km}$.

8. Suhunya naik: $-55{}^{\circ}\mathrm{C}$ pada $22\,\mathrm{km}$, $-47{}^{\circ}\mathrm{C}$ pada $30\,\mathrm{km}$. Balon itu berada di stratosfer, yang dihangatkan oleh ozon yang menyerap sinar ultraviolet Matahari.

9. $1013 \div 2 \approx 507\,\mathrm{hPa}$; tekanan itu tercapai antara $4\,\mathrm{km}$ ($617\,\mathrm{hPa}$) dan $6\,\mathrm{km}$ ($472\,\mathrm{hPa}$).

10. $1013 \div 4 \approx 253\,\mathrm{hPa}$.

11. Antara $10\,\mathrm{km}$ ($265\,\mathrm{hPa}$) dan $12\,\mathrm{km}$ ($194\,\mathrm{hPa}$).

12. Dari $10\,\mathrm{km}$, tekanan harus turun $265 - 253 = 12$ hPa lagi, dari 71 hPa yang hilang sepanjang 2 km: $12 \div 71 \times 2 \approx 0.34$ km. Tekanan tinggal seperempat dari nilainya di permukaan laut pada kira-kira $10.3\,\mathrm{km}$.