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