TROPOPAUSE: KARAKTERISTIK, KOMPOSISI KIMIA DAN FUNGSI - LINGKUNGAN HIDUP - 2024

The tropopause merupakan zona transisi di antara dua lapisan atmosfer bumi. Itu terletak di antara lapisan bawah atmosfer, yang disebut troposfer, dan lapisan di atasnya, stratosfer.

Atmosfer bumi telah terbagi menjadi beberapa lapisan. Lapisan ini disebut "bola" dan zona transisi di antara lapisan tersebut disebut "jeda". Menurut komposisi kimianya dan variasi suhu, lapisan atmosfer adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer, dan eksosfer.

Gambar 1. Lapisan dan zona transisi atmosfer bumi. Sumber: Josell7 Troposfer memanjang dari permukaan bumi hingga ketinggian 10 km. Stratosfer berkisar dari 10 km hingga 50 km. Tinggi mesosfer berkisar dari 50 km hingga 80 km. Termosfer dari 80 km hingga 500 km, dan eksosfer dari ketinggian 500 km hingga 10.000 km. Yang terakhir adalah batas ruang antarplanet.

Karakteristik tropopause

Tropopause adalah wilayah dengan karakteristik yang sangat khusus yang baru-baru ini memotivasi penelitian ilmiahnya secara lebih rinci. Sebagai zona transisi sifat antara troposfer dan stratosfer, sangat tepat untuk menunjukkan secara singkat karakteristik kedua lapisan ini.

Troposfer adalah lapisan aktif tempat terjadinya fenomena meteorologi yang berasal dari iklim, seperti angin, hujan, badai listrik, dan angin topan. Suhu di lapisan ini menurun seiring ketinggian.

Di stratosfer, suhu meningkat seiring ketinggian akibat efek reaksi kimia yang mengeluarkan panas (eksotermik). Ozon terutama terlibat, menyerap radiasi ultraviolet (UV) berenergi tinggi dari matahari.

Tropopause adalah batas antara dua lapisan gas ini yang memiliki sifat suhu, komposisi kimia, dan dinamika umum yang sangat berbeda. Karakteristik tropopause secara singkat tercantum di bawah ini.

Tinggi

Ketinggian tropopause berada di atas permukaan bumi bervariasi. Itu berubah dengan garis lintang, dengan musim, dan dengan waktu.

Tropopause terletak pada ketinggian rata-rata 7 hingga 10 km di wilayah kutub bumi, dan antara 16 hingga 18 km di wilayah tropis, di sekitar ekuator.

Dengan cara ini, tropopause kutub lebih hangat dan lebih dekat ke permukaan bumi, sedangkan tropopause ekuator-tropis lebih dingin dan lebih tinggi.

Di khatulistiwa, sinar matahari menghantam permukaan bumi secara tegak lurus, menyebabkan permukaan yang sangat panas. Panas dari permukaan bumi ini diserap oleh udara troposfer, yang mengembang di zona ekuator-tropis dan meningkatkan jarak ke tropopause.

Melalui berbagai studi ilmiah telah ditentukan bahwa ketinggian tropopause global telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Dipercaya bahwa peningkatan ini dapat disebabkan oleh peningkatan gas rumah kaca (GRK), penurunan lapisan ozon di stratosfer, dan pendinginan lapisan ini.

Perubahan ketinggian tropopause merupakan bukti pemanasan troposfer yang disebut pemanasan global.

Tropopause sebagai zona ketenangan

Tropopause merupakan zona yang relatif tenang, karena fenomena meteorologi yang berasal dari iklim terjadi di bawah zona ini, di troposfer. Namun, penelitian terbaru melaporkan bahwa tropopause menyajikan dinamika tertentu.

Suhu

Di zona tropopause, suhu tetap konstan, tidak menurun dengan ketinggian (seperti di troposfer) atau bertambah dengan ketinggian (seperti di stratosfer). Suhu tropopause sekitar -55 ^° C.

Zona diskontinuitas

Tropopause bukanlah zona kontinu; Di wilayah ini terdapat jeda pada daerah garis lintang tropis dan garis lintang tengah belahan bumi utara dan selatan.

Penyimpanan kelembaban dan area transportasi

Tropopause bertindak sebagai reservoir besar bagi kelembaban di troposfer, dan memiliki fungsi mengangkut uap air ke stratosfer.

Pembentukan awan cirrus

Tropopause adalah wilayah di mana awan seperti cirrus terbentuk, sejenis awan putih tinggi yang terdiri dari kristal es. Bentuknya seperti filamen di pita sempit dan halus, mirip dengan ikal rambut.

Gambar 2. Awan Cirrus. Sumber: Pixabay.com

Awan Cirrus memantulkan sinar matahari dan memerangkap panas yang dipancarkan bumi ke luar. Tidak diketahui secara pasti apakah keseimbangan bersih awan cirrus mendingin atau menghangatkan planet ini.

Munculnya awan cirrus menandakan adanya perubahan cuaca dengan temperatur rendah dan hujan dalam kurun waktu 24 jam ke depan.

Komposisi kimiawi tropopause

Tropopause mewakili zona perubahan mendadak antara komposisi kimia troposfer dan stratosfer. Ini berisi gas yang berasal dari kedua lapisan.

Di tropopause terdapat gas dari troposfer, seperti uap air dan karbon monoksida (CO). Ada juga ozon (O ₃ ), yaitu gas yang berasal dari stratosfer.

Reaksi kimia yang sangat menarik terjadi di tropopause. Ilmuwan berusaha mempelajari perubahan kimiawi tersebut untuk mendapatkan penjelasan yang lebih lengkap tentang fenomena pemanasan global.

Bagaimana tropopause dipelajari?

Untuk mempelajari tropopause, sampel campuran gasnya harus diambil. Pengambilan sampel pada ketinggian hingga 18 km di atas permukaan bumi ini menimbulkan banyak kesulitan.

Hanya sedikit pesawat yang bisa mencapai ketinggian ini. NASA memiliki tiga pesawat yang sangat canggih yang dilengkapi dengan peralatan khusus untuk melaksanakan studi tersebut. Ini adalah pesawat ER-2, DC-8 dan WB-57.

Ketiga pesawat ini, ditambah dengan infrastruktur pendukung dengan satelit dan radar, peralatan deteksi di tempat dan deteksi jarak jauh, memenuhi apa yang disebut misi TC4 untuk akronimnya dalam bahasa Inggris: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.

fitur

Tropopause memiliki fungsi penting dalam pengangkutan uap air dari troposfer ke stratosfer. Ini juga berfungsi sebagai zona untuk pencampuran gas asal troposfer (uap air, karbon monoksida) dengan gas dari stratosfer (ozon).

Tropopause baru-baru ini dipelajari sebagai indikator pemanasan global planet dan fenomena yang menentukan kimia atmosfer secara umum.

Referensi

1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Pengamatan udara miskin ozon di lapisan tropopause tropis. Kimia dan Fisika Atmosfer. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
2. Biernat, K., Keyser, D. dan Bosart, LF (2017). Kaitan Antara Topan Arktik Besar Agustus 2012 dan Tropopause Polar Vortices. American Geophysical Union, Pertemuan Musim Gugur 2017, abstrak # A43D-2478.
3. Werner, B. (2017) Menyelidiki stratosfer paling bawah subtropis dan troposfer atas tropis dan lapisan tropopause untuk brom anorganik. Kimia dan Fisika Atmosfer. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
4. Jensen, EJ, Pfister, L., Jordan, DE, Bui, TV, Ueyama, R. dan Singh. HB (2017). Eksperimen Tropopause Tropis Lintas Udara NASA: Pengukuran Pesawat di Ketinggian Tinggi di Pasifik Barat Tropis. AMS 100. Jurnal online. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
5. Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV dkk. (2018). Nukleasi Es Heterogen di Lapisan Tropopause Tropis. Jurnal Penelitian Geografis: Atmosfer. 123 (21): 12,210-12,227.