bumi - scele.ui.ac.id · pdf filepermukaan bumi dan atmosfir, karena ... bentuk tanah untuk...

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Bumi Penyusun: Djoko Triyono

Pengantar Tata Surya

Topik yang akan dibahas

Topik

Bumi dan Kehidupan Cuaca dan Iklim Air di Bumi

Kesimpulan dan Saran Daftar Pustaka

Pengantar Tata Surya

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Alam Semesta dan Benda Langit Benda-benda langit Bintang Asteroid Komet Meteor Bumi di dalam sistem tata surya

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Galaksi Bima-Sakti

Alam semesta terdiri dari

milyaran galaksi-galaksi

Tiap galaksi memiliki

milyaran planet-planet dan

benda-benda langit

Alam Semesta

Setiap planet dan benda-

benda langit, semuanya

mengorbit pada pusat

galaksi

Bumi berada didalam sistem

galaksi Bima Sakti

Benda-benda langit Bintang Bintang merupakan benda

langit yang dapat

memancarkan cahaya

Matahari merupakan salah

satu bintang, yang juga

merupakan pusat tata surya

kita

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Meteor

Meteor atau disebut juga

bintang jatuh merupakan

kilatan cahaya yang terlihat

di langit malam hari

Benda-benda langit

Meteor yang menerobos

atmosfir bumi disebut

Meteorit

Sebagian besar meteorit

terbakar habis sebelum

dapat mencapai permukaan

bumi

Asteroid

Benda-benda langit

Merupakan benda yang

berukuran lebih kecil

daripada planet, tetapi lebih

besar daripada meteorit,

umumnya terdapat di bagian

dalam tata surya

Asteroid mengorbit diantara

orbit planet Mars dan Jupiter

Komet

Benda-benda langit

Komet merupakan benda

langit yang menyerupai

asteroid, tetapi hampir

seluruhnya terbentuk dari

gas (CO2, CH4, H2O) dan

debu yang membeku

Radiasi matahari

menyebabkan terbentuknya

ekor komet

Memiliki orbit atau lintasan

yang berbentuk elips

Sistem tata surya Bumi di dalam sistem tata surya

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Bumi dan Kehidupan

Fakta-fakta tentang Bumi

Bumi

satu-satunyaBumi merupakan

planet di dalam sistem tata surya

yang mendukung kehidupan

Bumi mengorbit matahari

selama 365.25 hari (satu tahun)

Berotasi pada sumbu putarnya

selama 23 jam 56 menit (satu

hari)

Temperatur rata-rata di

permukaannya 150

Merupakan planet yang hanya

memiliki air di permukaan

Bumi memiliki satu satelit alam,

yakni Bulan

Identifikasi tempat dan waktu Siang dan malam Bumi berputar pada

porosnya atau berotasi.

Untuk satu putaran penuh

membutuhkan waktu 24 jam malam siang sinar

matahari

malam siang

Matahari terbit

sinar

matahari

Zona waktu dunia

Identifikasi tempat dan waktu

zona waktu berdasarkan Dunia terbagi kedalam standar

garis bujur utama (Greenwich pada 00 garis bujur)

Garis bujur utama

(Greenwich)

Garis

penanggalan

internasional

Kutub

Utara Garis lintang Garis lintang

utara

Garis lintang dan bujur Garis Lintang

Kutub

Selatan

hasil pengukuran

Pusat bumi

Khatulistiwa

( garis lintang 00 )

Sudut

pengukuran

garis lintang

Garis lintang

selatan

Garis lintang merupakan garis khayal yang digunakan untuk

menentukan lokasi di bumi terhadap garis khatulistiwa (utara

atau selatan)

Garis bujur

Kutub

Selatan garis bujur hasil

pengukuran

Garis lintang dan bujur Garis Bujur utama garis bujur hasil

pengukuran

Sumbu bumi

Sudut garis bujur

Garis bujur

timur

Garis bujur

barat

Garis bujur merupakan garis yang menggambarkan posisi

dibagian barat atau timur meridian utama

Meridian utama (Greenwich ) merupakan bujur 00

Musim

Musim

Musim merupakan periode

sepanjang tahun dengan

kondisi cuaca tertentu

Daerah-daerah beriklim

seperti amerika utara dan

eropa memiliki empat

musim, yakni : musim

semi, panas, gugur, dan

dingin

Adanya musim-musim

karena pengaruh

kemiringan bumi terhadap

matahari sebesar 23.5

derajat

bumi Kutub utara

Musim Musim panas Rotasi

Belahan bumi utara miring ke arah matahari

malam

siang

Orbit

bumi

Orbit

bumi

Sinar matahari

siang

Sinar matahari

Lingkaran

Kutub utara

khatulistiwa

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

bumi

Sinar matahari Orbit

bumi Orbit

Musim Musim gugur Kutub utara

Sinar matahari

khatulistiwa

Pada musim gugur, matahari tepat berada di atas

khatulistiwa.

Orbit

bumi Rotasi

bumi

Musim Musim dingin Orbit

bumi

Kutub utara

Lingkaran

Kutub utara

Sinar matahari

Sinar matahari

khatulistiwa

Belahan bumi utara lebih condong menjauhi matahari. Waktu

pada siang hari menjadi lebih pendek.

Musim Musim semi

Orbit

bumi

Rotasi

bumi Kutub utara

Lingkaran

Kutub utara

Sinar matahari

Sinar

matahari khatulistiwa

Matahari berada diatas khatulistiwa.

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Video posisi bumi terhadap matahari

Musim

Bumi Struktur bumi dan dinamikanya Kerak bumi, merupakan

bagian paling atas litosfir dan

membentuk lempeng benua

dan samudera

Mantel, terdiri dari besi dan

mineral

Inti luar

Inti dalam

Inti luar

Inti dalam Mantel Kerak

Bumi Nama-nama lempeng litosfir Lempeng

eurasia

amerika utara Lempeng

eurasia

caribbean

arabian

iranian

filipin

cocos

juan de fuca

afrika

indo-

Australia

caroline

bismark

nazca amerika-

selatan

scotia antartika

pasifik

Batas Lempeng

konvergen

Batas Lempeng

divergen Batas

transformasi

Pergerakan lempeng litosfir

Bumi

arah pergerakan lempeng

Lempeng tektonik

Pemisahan

bukit

Kerak bumi, merupakan

bagian paling atas

litosfir dan membentuk

lempeng benua dan

samudera

Kerak benua Kerak samudera Astenosfir Mantel Arus mantel Pergerakan

lempeng

Zona

subduksi

Arus

Konveksi

Kerak dan Litosfir

Litosfir

Litosfir

Astenosfir

Mantel

bawah Inti luar

Kerak samudera Kerak benua

Litosfir

terdiri dari

kerak

samudera

, kerak

benua,

dan

mantel

atas

Astenosfir

Inti dalam

M

B

Cuaca dan Iklim

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Definisi

Cuaca dan Iklim

seluruh fenomena Cuaca terdiri dari

yang terjadi di atmosfir bumi

Cuaca biasanya merupakan sebuah

aktivitas fenomena di atmosfir yang

terjadi dalam waktu beberapa hari

Iklim merupakan kondisi rata-rata cuaca

dalam jangka waktu yang lebih lama

Cuaca dan Iklim

Terjadi selama

beberapa hari

FENOMENA

DI ATMOSFIR

terjadi dalam jangka waktu yang lebih lama

IKLIM CUACA Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Kondisi-kondisi cuaca

Dua kondisi cuaca berbeda

Cuaca

Struktur Atmosfir dan dinamikanya

Definisi atmosfir

Atmosfir

Merupakan lapisan tipis

gas-gas yang

menyelubungi

permukaan luar bumi

Struktur atmosfir

Atmosfir

Komposisi atmosfir

Atmosfir

Komponen

Mayor

Nitrogen

Oksigen

Hidrogen (0.00005 %)

( 78,1 % ) Kripton (0.0001 %)

( 20,9 % )

Komponen

Minor Helium (0.0005 %)

Neon (0.002 %)

Argon (0.9 %)

Komponen

Variabel

Ozon (0.000004 %)

Metana (0.0002 %) Karbondioksida (0.035 %) Uap Air (0 – 4 %)

(1%)

Atmosfir

eksosfir

700 km 600 km

Komposisi atmosfir

pada tiap ketinggian LIHAT video

komposisi atmosfir 500 km

ionosfir mesosfir

stratosfir

troposfir

termosfir 400 km 300 km 200 km

100 km

50 km

0 km

Atmosfir

sampai ketinggian 32 km –

sekitar 99 % massa total

atmosfir sampai ketinggian 16 km –

sekitar 90 % massa total

atmosfir sampai ketinggian 12 km –

sekitar 75 % massa total

Massa Atmosfir

Jari-jari bumi sekitar 6373 km

atmosfir sampai ketinggian 0 - 5.6 km –

sekitar 50 % massa total

atmosfir

Ketebalan atmosfir (32 km) <<< jari-jari bumi (6373 km)

Atmosfir Molekul-molekul

gas di atmosfir

Tarikan Gravitasi bumi Akibatnya, lebih banyak molekul gas terdapat di dekat permukaan bumi

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Atmosfir Kerapatan udara Kerapatan udara didefinisikan

sebagai banyaknya

yang terkandung di dalam

satuan volume

Pada posisi yang paling tinggi

Ketinggian

(km)

Permukaan bumi

dari permukaan bumi, dengan

volume yang sama, hanya

mengandung beberapa

molekul gas saja.

Kerapatan udara berkurang sesuai

dengan pertambahan ketinggian

Atmosfir

Tekanan didefinisikan

Tekanan atmosfir sebagai sejumlah gaya

yang bekerja pada suatu

luasan permukaan

a

Gaya

(F)

Tekanan atmosfir

didefinisikan sebagai gaya

berat udara per satuan luas

yang bekerja pada suatu

permukaan pada titik

manapun di atmosfir bumi

Luasan

(A) a

Gaya LuasPermukaan

Tekanan = F A

P =

Tekanan terukur

Atmosfir

Tekanan terukur

didefinisikan sebagai

tekanan relatif terhadap

tekanan atmosfir

Tekanan sesungguhnya =

tekanan atmosfir

+

tekanan terukur

Paskal (Pa)

Atmosfir Satuan-satuan tekanan Bar Atmosfir (atm) Torriceli (torr) Millimeter Hidrogirum

(mm Hg)

Pound Per square inch

(Psi) Konversi satuan tekanan 1 Pa = 1 N/m2

1 bar = 105 Pa

1 atm = 1,013 x 105 Pa = 1,013 bar 1 mm Hg = 1 torr = 133,3 Pa 1 Psi = 0,0690 bar

Atmosfir Mengukur tekanan atmosfir

Tekanan Atmosfir diukur dengan

menggunakan sebuah alat yang

dinamakan “barometer”.

Penaikan dan penurunan

tekanan atmosfir diikuti dengan

penaikan dan penurunan kolom

merkuri di dalam tabung

Saat tekanan udara bertambah,

kolom raksa didalam tabung

menjadi lebih tinggi

Pada permukaan laut, tekanan

Hampa udara

76 cm

Air raksa

tekanan udara tekanan udara

atmosfir seimbang dengan

ketinggian kolom merkuri pada

76 cm Air raksa

Atmosfir

( km )

Tekanan Ketinggian 120

-80 -60 -40 -20 0 20 40

Temperatur ( oC )

100

80

60

40

20

-80 -60 -40 -20 0 20 40

( Milibar ) 0.1

1 2 10 50 250 1000

Termosfir

Mesopause Mesosfir Stratopause Stratosfir OZON Tropopause Troposfir

Atmosfir

Pemanasan Atmosfir

Panas adalah energi yang mengalir dari satu benda ke benda lainnya karena perbedaan temperatur.

Radiasi

Pemanasan Atmosfir Aliran Energi panas • Radiasi merupakan aliran energi panas oleh

gelombang elektromagnet yang melintasi ruang

angkasa dan memancar ke segala arah • Energi Radiasi dapat melintasi ruang hampa

tanpa melalui medium perambatan, tidak seperti

Konduksi dan Konveksi yang membutuhkan

medium untuk menghantarkan energinya

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Pemanasan Atmosfir

Spektrum Gelombang Elektromagnet

Serangkaian Cahaya Tampak

Pemanasan Atmosfir Apa yang terjadi dengan

radiasi sinar matahari di atmosfir ? 30 % kembali ke

angkasa karena

pantulan dan

hamburan

50 % radiasi diserap dan awan

langsung oleh tanah dan laut

5%

dipantulkan

oleh tanah

dan laut

5%

dipantulkan

kembali oleh

atmosfir 20 %

dipantulkan

dari awan

20 % diserap

oleh atmosfir

Pemanasan Atmosfir

Penyerapan Energi Panas Matahari

matahari yang menumbuk • Sekitar 50 % energi

atmosfir mencapai permukaan bumi yang

kemudian diserap oleh permukaan bumi

• Efek Rumah Kaca merupakan pemanasan

permukaan bumi dan atmosfir, karena

penyerapan dan pengemisian radiasi matahari

oleh atmosfir, terutama oleh uap air dan

karbondioksida

Ozon ( 03 )

Ozon

Apakah Ozon ?

• Ozon merupakan molekul yang tersusun atas tiga

atom Oksigen (o3 )

• O3 membentuk sebuah lapisan didalam STRATOSFIR

• O3 berfungsi untuk menyerap radiasi ultraviolet (UV)

yang berasal dari matahari yang berbahaya bagi kulit

• Lapisan Ozon memiliki tebal bervariasi, disekitar

khatulistiwa lapisan ini paling tipis dan semakin tebal

apabila ke arah kutub-kutub bumi

( km )

Tekanan Ketinggian 120

-80 -60 -40 -20 0 20 40

Lapisan Ozon di dalam Stratosfir

Temperatur ( oC )

100

80

60

40

20

-80 -60 -40 -20 0 20 40

( Milibar ) 0.1

1 2 10 50 250 1000

Termosfir

Mesopause Mesosfir Stratopause Stratosfir OZON Tropopause Troposfir

• Walaupun konsentrasi Ozon

Ozon

hanya sebanyak 0.000004 %

dari total atmosfir,

keberadaannya sangat vital

untuk keberlangsungan

kehidupan di Bumi

• LIHAT REAKSI PEMBENTUKAN OZON DI ATMOSFIR

Pemanasan Global

Sebagai hasil dari

pertambahan level

karbondioksida dan

gas-gas rumah-kaca,

temperatur bumi

secara global menjadi

meningkat.

Peningkatan ini disebut

sebagai “ GLOBAL WARMING “

Dampak Pemanasan Global

Mencairnya es di Kutub

Dampak Pemanasan Global

Penaikan level permukaan air laut

Angin

Pergerakan angin darat dan laut pada

siang dan malam hari

Angin

• LIHAT video pergerakan angin darat dan laut

Angin Pergerakan angin Lembah dan Gunung

pada siang dan malam

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

El Nino dan La Nina

Kondisi Normal

El Nino dan La Nina

Kondisi El Nino

Dampak El nino • LIHAT video El nino

dan La nina

Air di Bumi

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Sepanjang sejarah, manusia telah menggunakan sungai dan bahkan mengubah bentuk tanah untuk memperoleh pasokan air bersih.

Peradaban Mesir kuno telah menggunakan sungai Nil untuk pasokan

Air di Bumi

air bersih serta irigasi

Peradaban Romawi kuno menggunakan aqueducts untuk membelokkan aliran

sungai ke pemukiman penduduk.

Air

• air yang meresap merupakan sumber pasokan air utama hingga

saat ini yang banyak kita temukan di danau, sungai dan pada

permukaan lainnya

APA YANG TERJADI PADA AIR YANG

SAMPAI DI TANAH DAN MENGALIR

KEMBALI KE LAUT?

Air Tanah Air Laut

Air • secara umum, air di bumi dapat dibagi menjadi :

di

Air Bawah Tanah

Air Permukaan

Laut Samudra

Air Bersih Sumber utama air bersih adalah air yang meresap, namun tidak selamanya

demikian Air dapat dengan cepat menguap, bahkan sebelum tiba di

tanah

Secara umum, 2/3 air hujan akan kembali ke atmosfer, sedangkan hanya

1/3 bagian air hujan yang terserap ke dalam tanah. Terserap ke dalam tanah

Menguap 67%

Terserap 33%

Mengalir turun di tanah dari permukaan tinggi ke

rendah

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Air Permukaan • Skema air permukaan Aliran

air Air yang tidak

mengalir terhalang

Tetap mengalir

Sungai WADUK • penampung air • pengatur ketinggian air • sumber listrik

Volume besar Danau

Volume kecil Kolam

Air Tanah Air yang terserap, secara perlahan bergerak ke dalam tanah, melalui celah-

celah tanah (pori-pori tanah) hingga mencapai daerah saturasi Air yang berada pada daerah saturasi tersebut disebut air tanah

Air dapat bergerak hingga mencapai daerah saturasi (jenuh) karena

tanah memiliki banyak celah antar partikel-partikel tanah yang disebut

pori-pori tanah Ukuran jumlah pori-pori yang dimiliki

suatu sampel tanah disebut porositas

Tanah yang memiliki

semakin banyak pori-

pori, akan dapat lebih

banyak menampung air Pasir dan kerikil

Ukuran kemampuan suatu tanah untuk

dilewati air disebut permeabilitas

Tanah Liat

Air Tanah

Pasir dan kerikil memiliki partikel cukup besar serta pori-pori yang juga

besar, sehingga memiliki porositas

serta permeabilitas tinggi terhadap air pergerakan air

pori-pori pasir atau kerikil

Partikel tanah liat kecil serta berbentuk pipih, sehingga praktis

dapat dikatakan tanah liat tidak

permeabel terhadap air (tidak dapat

dilewati air)

Air tidak dapat lewat Tanah liat

Air Tanah

Hanya air yang terdapat di daerah saturasi yang dapat dianggap sebagai air tanah, air yang berada di atas daerah saturasi bukan merupakan air tanah

Suatu permukaan pembatas antara daerah

saturasi dan daerah atasnya disebut meja air

meja air

Daerah saturasi

Air Tanah

Air

Siklus Air

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Siklus Air Empat proses utama didalam siklus air

Kondensasi

(Pendinginan) Precipitasi

( Hujan ) Evaporasi

( Penguapan )

Koleksi

( Pengumpulan )

Siklus Air Evaporasi (penguapan) matahari memanaskan air di danau, sungai, dan laut

air yang dipanasi berubah

menjadi asap atau uap air

(evaporasi)

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Siklus Air Kondensasi (pengembunan) dan precipitasi (hujan)

Ketika uap air menjadi dingin, uap

tersebut berubah menjadi awan

Awan yang terkumpul semakin

padat. Bila awan yg terkumpul terlalu

padat, air akan kembali jatuh ke

permukaan bumi dalam bentuk hujan

Koleksi (pengumpulan)

Siklus Air

BAGAIMANA

CARA AIR

KEMBALI KE PERMUKAAN

BUMI

???

Siklus Air Koleksi (pengumpulan)

kembali keSetelah air jatuh

Bila air hujan jatuh ke tanah, maka akan menjadi “air tanah”

permukaan bumi, air dikumpulkan kembali Tumbuhan dan hewan minum dari “air tanah”

Koleksi (pengumpulan)

Siklus Air

hujan yang turun akan

membuat genangan air

yang mengalir ke danau,

sungai, dan laut sehingga

siklus air akan bermula

kembali

Komposisi Atmosfir

Siklus Air

Evaporasi (penguapan)

Siklus Air

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Kesimpulan dan Saran

Telah kita diskusikan topik-topik

Kesimpulan

Pengantar Tata Surya Bumi dan Kehidupan Cuaca dan Iklim Air di Bumi

hanya satu Bumi.

Saran Sampai saat ini manusia mengenal

Pemahaman tentang Bumi sangat

dibutuhkan untuk keberlangsungan

hidup umat manusia.

Silakan pelajari lebih mendalam materi

tentang Bumi di buku-buku rujukan

yang tercantum di daftar pustaka dan

literatur-literatur lain yang relevan.

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Hanya dipergunakan di Universitas Indonesia ATA 2010/2011

Daftar Pustaka

•Cunningham, William P., Mary Ann Cunningham, dan Barbara Saigo (2005),

Environmental Science 8th ed.: A Global Concern, McGraw Hill, Boston.

Paul G., John Suchocki, Leslie

Physical Science Explorations, Pearson Addison Wesley, San Fransisco.

•Hewitt, Paul G., Suzanne Lyons, John Suchocki, Jennifer Ye (2007),

Conceptual Integrated Science, Pearson Addison Wesley, San Fransisco.

•Master Evans, Kim. (2006), The Environment: A Revolution in Attitudes,

Thomson Gale, New York.

Daftar Pustaka

•McConnell, David., David Steer, Catharine Knight, Katharine Owens, dan

Lisa Park (2008), The Good Earth: Introduction to Earth Science, McGraw

Hill, Boston.

•Skinner, Brian J., Stephen J. Porter, dan Daniel B. Botkin (1999), The Blue

Planet 2nd ed.: An Introduction to Earth System Science., John Willey & Sons,

Inc, Toronto.

•Tillery, Bill W., (2008), Physical Science 8th ed., McGraw Hill, Boston.

•Tillery, Bill W., Eldon D. Enger, dan Frederick C. Ross (2008), Integrated

Science 4th ed., McGraw Hill, Boston.