---
title: "Atmosfer"
book: "Ilmu Kebumian dan Antariksa Sekolah Dasar dan Menengah Pertama"
subject: earth
language: id
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/23-atmosfer
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Earth and Space Sciences Book, One Course (one-course.com)"
---

# Bab 23 — Atmosfer

Di sebuah [stasiun cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-weather-station), 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.

![Peluncuran balon cuaca di Topeka, Kansas (Amerika Serikat): parasut (merah) dan radiosonde tergantung di bawah balon. Foto karya Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (domain publik, melalui Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-285d5cf97bae.jpg)

*Peluncuran balon [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) di Topeka, Kansas (Amerika Serikat): parasut (merah) dan radiosonde tergantung di bawah balon. Foto karya Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (domain publik, melalui Wikimedia Commons).*

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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) menyatakannya dalam hektopascal (hPa); di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) terdiri atas tetes-tetes air yang sangat kecil atau kristal-kristal es ([Bab 7](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#ch-g4-clouds-rain-snow)).

## 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), berada di beberapa kilometer terbawahnya.

![Tepi Bumi pada saat matahari terbenam, difoto dari Stasiun Antariksa Internasional di atas Samudra Hindia pada tanggal 14 Juni 2010. Pita oranye dan kuning adalah lapisan terbawah atmosfer, dengan awan-awannya yang gelap; di atasnya terdapat lapisan-lapisan yang lebih pucat lalu biru, yang memudar ke dalam hitamnya antariksa. Foto NASA, Ekspedisi 23 Stasiun Antariksa Internasional (domain publik, melalui Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-3b0eebe350c9.jpg)

*Tepi Bumi pada saat matahari terbenam, difoto dari Stasiun Antariksa Internasional di atas [Samudra](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/3-air-di-bumi#def-g2-water-on-earth-ocean) Hindia pada tanggal 14 Juni 2010. Pita oranye dan kuning adalah lapisan terbawah atmosfer, dengan [awan-awannya](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) yang gelap; di atasnya terdapat lapisan-lapisan yang lebih pucat lalu biru, yang memudar ke dalam hitamnya antariksa. Foto NASA, Ekspedisi 23 Stasiun Antariksa Internasional (domain publik, melalui Wikimedia Commons).*

Atmosfer tidak mempunyai puncak yang tajam: udaranya makin lama makin tipis seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). Menurut kesepakatan, antariksa dimulai kira-kira pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $100\,\mathrm{km}$. Dibandingkan dengan jari-jari Bumi, $6371\,\mathrm{km}$, [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) itu sangat kecil: $100 \div
6371 \approx 0.016$, kurang dari 2 % jari-jari. Pada sebuah [bola dunia](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-globe) yang lebarnya $30\,\mathrm{cm}$, seluruh atmosfer akan menjadi selaput setebal kira-kira $2\,\mathrm{mm}$.

![Sepotong Bumi dan atmosfernya yang digambar berskala (1\, cm untuk 100\, km), sampai 100\, km, batas antariksa (garis putus-putus). Garis-garis berwarna adalah batas-batas lapisan yang dibahas nanti dalam bab ini; lapisan terbawah, tempat semua cuaca terjadi, tebalnya hampir tidak sampai satu milimeter.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-2b2e17eb392d.svg)

*Sepotong Bumi dan atmosfernya yang digambar berskala ($1\,\mathrm{cm}$ untuk $100\,\mathrm{km}$), sampai $100\,\mathrm{km}$, batas antariksa (garis putus-putus). Garis-garis berwarna adalah batas-batas lapisan yang dibahas nanti dalam bab ini; lapisan terbawah, tempat semua [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) terjadi, tebalnya hampir tidak sampai satu milimeter.*

## 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude), separuhnya pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) kira-kira $5.5\,\mathrm{km}$, dan seperempatnya pada kira-kira $10.3\,\mathrm{km}$.

Karena tekanan mengukur berat udara di atasnya, [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) tempat tekanan tinggal separuh juga merupakan [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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 %.

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-2d074943b4c3.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-dea51fd8b04a.svg)

*Tekanan terhadap [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). Tekanan tinggal separuh dari nilainya di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) pada kira-kira $5.5\,\mathrm{km}$, seperempat pada kira-kira $10.3\,\mathrm{km}$.*

*Balon itu menggembung selagi naik, karena udara di sekelilingnya makin lama makin lemah menekan (balon dan parasut digambar berskala satu terhadap yang lain, talinya diperpendek).*

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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $30\,\mathrm{km}$, tekanannya kira-kira $12\,\mathrm{hPa}$, kurang lebih $10^{-2}$ dari nilainya di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) (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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude).

![Para pendaki di sebuah gunung yang sangat tinggi membawa tabung oksigen. Pada ketinggian 9\, km, tekanannya kurang dari sepertiga nilainya di permukaan laut: udaranya masih mengandung 21 % oksigen, tetapi setiap tarikan napas menghirup jauh lebih sedikit oksigen (ilustrasi AI dari suatu adegan umum).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-382fb3e938cf.jpg)

*Para pendaki di sebuah [gunung](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/2-bentang-alam-di-sekitar-kita#def-g1-landscapes-around-us-landform) yang sangat tinggi membawa tabung oksigen. Pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $9\,\mathrm{km}$, tekanannya kurang dari sepertiga nilainya di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude): udaranya masih mengandung 21 % oksigen, tetapi setiap tarikan napas menghirup jauh lebih sedikit oksigen (ilustrasi AI dari suatu adegan umum).*

## 23.3 Suhu dan lapisan-lapisan

Setiap orang yang pernah mendaki [gunung](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/2-bentang-alam-di-sekitar-kita#def-g1-landscapes-around-us-landform) tahu bahwa udara makin dingin seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). 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.

![Suhu udara terhadap ketinggian, dari tanah sampai 100\, km, dalam atmosfer baku (rata-rata untuk lintang tengah). Keempat lapisan itu diarsir; batang hijau menandai ketinggian lapisan ozon.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-61f0efa733d6.svg)

*Suhu udara terhadap [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude), dari tanah sampai $100\,\mathrm{km}$, dalam atmosfer baku (rata-rata untuk [lintang](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/14-lintang-bujur-dan-zona-waktu#def-g6-latitude-longitude-latitude) tengah). Keempat lapisan itu diarsir; batang hijau menandai [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) [lapisan ozon](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer).*

**Definisi 23.1 (Lapisan-lapisan atmosfer).**

Dari tanah ke atas, atmosfer dibagi menjadi empat lapisan menurut cara suhunya berubah seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude):

- *troposfer* , tempat suhu turun seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) dan tempat hampir semua [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) terjadi; puncaknya adalah *tropopause* ;
- *stratosfer* , tempat suhu naik seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) , 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) .

[Troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) menyimpan kira-kira 99 % uap air atmosfer, sehingga hampir semua [awan](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), [hujan](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation), dan [salju](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) terbentuk di dalamnya. Udaranya terus-menerus teraduk. Puncak [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) tidak sama tingginya di mana-mana: [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) paling tinggi di atas [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator), tempat tingginya dapat mencapai $20\,\mathrm{km}$, dan paling rendah di atas [kutub](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-poles), tempat tingginya dapat turun sampai $7\,\mathrm{km}$ pada musim dingin. [Tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) juga lebih tinggi pada musim panas daripada pada musim dingin. Dalam atmosfer baku, rata-rata untuk [lintang](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/14-lintang-bujur-dan-zona-waktu#def-g6-latitude-longitude-latitude) tengah, [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) terletak pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $11\,\mathrm{km}$.

**Definisi 23.2 (Laju penurunan suhu lingkungan).**

Yang disebut *laju penurunan suhu lingkungan* adalah laju turunnya suhu udara seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) di dalam [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ; di tempat kurva condong ke kanan, udara menghangat seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ; 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $11\,\mathrm{km}$, di dekat [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers). Pada profil itu, suhu di sana kira-kira $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. Dengan laju penurunan suhu: dari $15{}^{\circ}\mathrm{C}$ di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude), 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](#def-g8-the-atmosphere-layers), di dalam [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), pesawat penumpang mendapatkan perjalanan yang lebih tenang: udara di sana makin hangat seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude), sehingga udara itu tidak teraduk dari bawah. Di dalam [mesosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), 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](#def-g8-the-atmosphere-layers), 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](#def-g8-the-atmosphere-layers) makin hangat seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) karena [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) 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](#def-g8-the-atmosphere-layers), 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](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer), 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](#def-g8-the-atmosphere-layers). Tanpa [lapisan ozon](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer), sinar ultraviolet yang mencapai tanah akan membahayakan makhluk hidup.

**Di lapangan — Mengikuti balon-balon cuaca.**

Dinas-dinas [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) menerbitkan hasil pengukuran radiosonde mereka, sering berupa grafik suhu terhadap [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) tempat suhu berhenti turun: itulah [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) pada hari itu. Bandingkan sondasi musim dingin dengan sondasi musim panas.

## 23.5 Latihan

**Latihan 23.1 ★.**

Pasangkan setiap lapisan dengan uraiannya: [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [mesosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [termosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (a) Suhunya naik seiring [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) dan [lapisan ozon](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) terdapat di sana. (b) Hampir semua [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) 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 Latihan 23.1.**

(a) [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (b) [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (c) [mesosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (d) [termosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Latihan 23.2 ★.**

Gunakan profil suhu atmosfer baku. (a) Berapa suhu di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude)? (b) Pada $11\,\mathrm{km}$? (c) Pada $50\,\mathrm{km}$? (d) Pada $86\,\mathrm{km}$? (e) Di antara [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) berapa suhunya tidak berubah?

**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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). (b) Separuh dari seluruh udara terdapat di bawah kira-kira $5.5\,\mathrm{km}$. (c) [Lapisan ozon](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) terdapat di dalam [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) [Tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) lebih tinggi di atas [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator) daripada di atas [kutub](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-poles).

**Solusi Latihan 23.3.**

(a) Salah: suhu turun di [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), naik di [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), turun di [mesosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), dan naik lagi di [termosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) Benar. (c) Salah: [lapisan ozon](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) terdapat di [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) Benar.

**Latihan 23.4 ★.**

Di lapisan mana setiap benda ini berada? (a) [Awan](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) [hujan](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/7-awan-hujan-dan-salju#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation). (b) Pesawat penumpang pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $12\,\mathrm{km}$. (c) Balon [cuaca](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) sesaat sebelum meletus, pada $32\,\mathrm{km}$. (d) Meteor yang terbakar pada $75\,\mathrm{km}$.

**Solusi Latihan 23.4.**

(a) [Troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) [Stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) (dalam atmosfer baku, [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) berada pada $11\,\mathrm{km}$). (c) [Stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) [Mesosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Latihan 23.5 ★★.**

Pada suatu hari di musim panas, suhunya $20{}^{\circ}\mathrm{C}$ di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) berapa kira-kira udara mencapai $0{}^{\circ}\mathrm{C}$? Bulatkan sampai satu tempat desimal.

**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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/2-bentang-alam-di-sekitar-kita#def-g1-landscapes-around-us-landform) terletak pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $3000\,\mathrm{m}$. Seorang pejalan kaki berangkat dari sebuah desa pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) $500\,\mathrm{m}$ 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 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). (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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ini (untuk $1013\,\mathrm{hPa}$ di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude)). Apakah aturan separuh ini baik di dekat tanah? Makin tinggi?

**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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). (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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude)?

**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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/1-mengamati-cuaca#def-g1-watching-the-weather-weather) menggantungkan parasut di bawahnya?

**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](#def-g8-the-atmosphere-layers) dapat mencapai $20\,\mathrm{km}$ di atas [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator) dan turun sampai $7\,\mathrm{km}$ di atas [kutub](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-poles) pada musim dingin. (a) Berapa kali lebih tebal [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) di atas [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator) dalam hal ini? Bulatkan sampai satu tempat desimal. (b) Pada profil baku, [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) berada pada $11\,\mathrm{km}$. Apakah atmosfer baku lebih dekat ke [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator) atau ke [kutub](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-poles)? (c) Seorang pilot terbang dari wilayah kutub ke [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator) pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) tetap $10\,\mathrm{km}$. Apakah pesawat itu berada di [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) atau di [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) pada awal penerbangan (pada musim dingin)? Pada akhirnya?

**Solusi Latihan 23.10.**

(a) $20 \div 7 \approx 2.9$ kali lebih tebal. (b) Lebih dekat ke [kutub](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-poles): $11\,\mathrm{km}$ terletak $4\,\mathrm{km}$ di atas $7\,\mathrm{km}$ tetapi $9\,\mathrm{km}$ di bawah $20\,\mathrm{km}$ (atmosfer baku menggambarkan [lintang](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/14-lintang-bujur-dan-zona-waktu#def-g6-latitude-longitude-latitude) tengah, bukan [khatulistiwa](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-equator)). (c) Pada awal penerbangan, [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) berada pada kira-kira $7\,\mathrm{km}$, di bawah pesawat: pesawat itu berada di [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers). Pada akhirnya, [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) berada pada kira-kira $20\,\mathrm{km}$: pesawat itu berada di [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Latihan 23.11 ★★★.**

Bagian dari seluruh udara yang terdapat di bawah suatu [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) adalah $1 - p \div
p_0$, dengan $p$ tekanan pada [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) itu dan $p_0 =
1013\,\mathrm{hPa}$ tekanan di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). (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 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-globe) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-globe) itu? Bulatkan ke kilometer terdekat. (b) Berapa tebal, dalam milimeter, atmosfer sampai $100\,\mathrm{km}$ pada [bola dunia](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-globe) ini? (c) Dan [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers), yang tebalnya $11\,\mathrm{km}$? (d) Selembar kertas tebalnya kira-kira $0.1\,\mathrm{mm}$. Berapa lembar kertas yang diperlukan untuk menyamai [troposfer](#def-g8-the-atmosphere-layers) [bola dunia](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/6-bola-dunia-benua-dan-samudra#def-g3-continents-and-oceans-globe) itu?

**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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude). Balonnya naik kira-kira $300\,\mathrm{m}$ per menit. Tabel berikut memberikan tekanan dan suhu yang diukurnya (nilai-nilai atmosfer baku, dibulatkan).

| [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) (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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) (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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) berapa suhunya tetap sama? Di mana [tropopause](#def-g8-the-atmosphere-layers) ?
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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Di antara [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) berapa tekanan itu tercapai?
10. Berapa seperempat dari tekanan di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Bulatkan ke hektopascal terdekat.
11. Di antara dua [ketinggian](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) berapa kira-kira tekanannya tinggal seperempat dari nilainya di [permukaan laut](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Bulatkan sampai satu tempat desimal.

**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](#def-g8-the-atmosphere-layers) (suhunya masih turun). Pada $30\,\mathrm{km}$: [stratosfer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**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](#def-g8-the-atmosphere-layers) 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](#def-g8-the-atmosphere-layers), 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](https://one-course.com/books/earth/1/id/chapter/9-peta-fisik-dunia#def-g4-world-physical-map-altitude) pada kira-kira **$10.3\,\mathrm{km}$**.