Rabu, April 15, 2009

ATMOSFERA 2

ATMOSFERA 2
PROSES PEMBENTUKAN AIR
KITAR KARBON

KITAR NITROGEN
KITAR OKSIGEN
PROSES FOTOSINTESIS
ATMOSFERA 2
PPU SMKTI
GEOFIZIK
TAJUK
ATMOSFERA
Yahoo mesengger :abe gagah

PengenalanATMOSFERA merupakan lapisan udara yang menyelaputi bumi, kekal dan stabil di sekeliling bumi oleh graviti dan mempunyai ketebalan sehingga 100km (JAS 2007). Ia merupakan ruang yang dikenali sebagai ‘udara’. Atmosfera juga merupakan sebahagian daripada habitat bagi hidupan di bumi. Kajian mengenai atmosfera adalah berkaitan dengan iklim, cuaca dan juga suhu yang dikenali sebagai mateorologi dan klimatologi. Ia juga berkaitan dengan gangguan atmosfera yang merujuk kepada isu-isu alam sekitar seperti pencemaran air, jerebu, pemanasan global dan sebagainya.Pada bahagian ini, pelajar akan didedahkan dengan proses-proses yang berlaku di atmosfera dan bagaimana tenaga mempengaruhi proses tersebut. Pelajar juga akan melihat bagaimana proses di atmosfera mempengaruhi persekitaran fizikal dan sosial.
APA ITU ATMOSFERA?Atmosfera Ialah Lapisan Udara Di Mana Sahaja Di Bahagian Bumi Ini.Ia Mempunyai Empat Lapisan Utama Iaitu Termosfera, Mesosfera, Stratosfera Dan Troposfera. Manakala Tiga Sempadan Yang Memisahkan Lapisan Itu Ialah Mesopaus, Stratopaus Dan Tropopaus.
Menurut Shaharuddin (2002), atmosfera difahamkan sebagai satu lapisan nipis di sekeliling bumi, ia:•Mempunyai ketebalan kurang daripada satu peratus jejari bumi.•penghalang penembusan bahang matahari secara berlebihan ke bumi termasuk menghalang sinaran ultra violet yang boleh membahayakan manusia•mengawal suhu bumi pada siang dan malam•Pelbagai gas dalam atmosfera pula menyokong kehidupan biosfera flora dan fauna yang membina rantai makanan.

lUdara tidak dapat dilihat dan tidak berbau.lIa merupakan campuran beberapa gas dan partikel terampai yang mengelilingi planet tertentu. Lapisan ini tidak mempunyai sempadan yang nyata anatar bumi dan ruang angkasa. Lapisan ini semakin menipis menuju angkasa. ’Garisan Karman

APA ADA DALAM UDARA DI ATMOSFERA?

lkomposisi gas di udara - Nitrogen N2 (78.08%), Oksigen O2 (20.95%), Air HO2 (0.93%) dan Gas-gas lain (0.04%) seperti CO2 dan lain-lain.lAir juga merupakan komponen atmosfera yang penting. Ia hadir dalam bentuk wap yang tersejat dari permukaan membentuk awan yang akhirnya mengembalikan air ke muka bumi sebagai hujan atau salji (kerpasan).lKomponen lain dalam udara ialah partikel pepejal yang halus. Partikel-partikel ini dikenali sebagai aerosol yang membolehkan wap air terpeluap di sekelilingnya dan membolehkan pembentukan awan (JAS 2007).

BUNYI
lBunyi bergerak dalam udara. Bunyi bising adalah pencemaran kerana ia adalah gangguan kepada semua benda hidup.lSemua struktur yang bergetar menghasilkan bunyi. Paras bunyi yang melebihi 130 dB akan menyebabkan deria pendengaran manusia mula berasa sakit.lParas getaran bangunan kurang 3 mm/s adalah selamat , manakala paras getaran melebihi 30 mm/s akan menyebabkan kerosakan infrastruktur yang besar (JAS 2007).
lPeranan gas N2, O2, CO2, dan O3 dalam proses kehidupan:lNitrogen: Pembentukan protein,lO2: PernafasanlCO2: Fotosintesis,lO3: Pelindung sinaran UVIKLIM DAN CUACA
lIKLIM merupakan satu proses perubahan yang berlaku diruang angkasa (atmosfera) yang terletak di antara permukaan, hampir permukaan hingga ke ruang pengaruh tarikan graviti. Proses perubahan ini berlaku dalam jangkamasa yang panjang iaitu antara 30 -40 tahun. Antara benda yang terlibat di ruang atmosfera ialah kepanasan (suhu dan pancaran matahari) dan kelembapan (hujan, awan dan tiupan anginlCUACA adalah proses perubahan yang berlaku pada tiap-tiap hari hingga kepada beberapa hari (paling lama seminggu) diruang atmosfera. Ia melibatkan perubahan suhu, hujan, kelembapan, awan, angin, tekanan udara dan pancaran cahaya matahari

TENAGA DAN PROSES DI ATMOSFERA.
Cahaya yang memasuki bumi akan:1. Masuk tanpa perubahan, diserap oleh zarah dan lautan2.Dipantul tanpa perubahan ke angkasa3. Diserakkan oleh zarah di udaraDiserap oleh gas di atmosfera
Suhu adalah ukuran purata tenaga kinetik semua atom dalam sesuatu bahan. Faktor yang mempengaruhi suhu:•Sudut sinaran matahari = Tengahari lebih panas dari petang•Putaran bumi•Altitud•Latitud
HABA
Haba adalah jumlah tenaga kinetik semua atom.- Proses pemanasan bergantung kepada:- Haba rasa (sensible heating) ( 23%) wujud pada angin dan air.- Haba pendam (77%) wujud pada pengaliran dan olakan.Haba pendam adalah pemindahan haba dari suatu tempat ke tempat yang lain disebabkan oleh pertukaran fasa air. Ia bergantung kepada jenis fasa yang berubah, iaitu sama ada haba diserap atau dikeluarkan. Contoh: Proses pertukaran cecair kepada gas (600 kal g-1) dan Pepejal ke gas (678 kal g-1).KONDUKSIAliran tenaga antara permukaan bumi dengan atmosfera dialirkan melalui konduksi (Proses di mana tenaga haba dipindahkan melalui sentuhan (contact) dengan molekul berdekatan). Konduksi berlaku apabila ada objek bersentuhan. konduktor yang baik adalah seperti besi, manakala bahan seperti kayu dan udara adalah konduktor yang lemah.Penebat yang LEMAH adalah seperti besi, manakala bahan seperti kayu dan udara adalah penebat YANG BAIK
TENAGA MATAHARIl
Tenaga matahari merupakan tenaga utama kepada bumi.lSecara praktikal, tenaga matahari sama ada haba atau sinaran yang sampai ke bumi semakin berkurangan kerana diserap oleh partikel di udara, awan, titisan air dan sebagainya.l Ada juga yang dibiaskan, dipantul semula ke udara dan ada pula yang diserap,Oleh kerana udara bukan penebat yang baik, kebanyakan tenaga dipindahkan melalui penebat di permukaan bumi. Pada waktu malam, permukaan bumi yang sejuk mengalirkan haba atau membebaskan haba ke udara. Pada waktu siang pula radiasi solar mamanaskan permukaan bumi dan memanaskan udara yang berada di lingkungannya.
KONVEKSI DAN RADIASI
Konveksi memindahkan tenaga haba dengan memindahkan sekumpulan molekul daripada satu tempat ke tempat lain dengan melibatkan cecair seperti air dan udara yang bebas bergerak. Ia mempengaruhi kelembapan dan panas di udara. Ia juga mempengaruhi awan dan penghasilan guruh. Konveksi berlaku apabila ada pertentangan atau perolakan arus udaraRadiasi pula adalah pemindahan atau pengaliran tenaga haba tanpa melibatkan objek. Ia boleh mengalirkan tenaga melalui ruang vakum.
PROSES-PROSES DI ATMOSFERAberlaku dengan kehadiran tenaga bersama-sama proses pada unsur-unsur lain di bumi. Antara proses di atmosfera ialah:Pembentukan atmosferaPemanasan dan penyejukanSejatanPemeluwapanPembentukan kerpasanTekanan udara
PEMBENTUKAN ATMOSFERA
Atmosfera pada mulanya terbentuk daripada Helium dan hidrogen. Haba pula meliputi kerak dan matahari.Kira-kira 4.4 billion tahun dulu permukaan bumi telah menyejuk dan membentuk benua atau kerak bumi yang dipenuhi dengan gunung berapi yang membebaskan wap, ammonia dan Karbon dioksida. Ini membawa kepada atmosfera baru yang disebut ’second atmosphere.
cyanobacteria adalah spesies terawal di bumi yang menyebabkan kewujudan oksigen di bumi melalui fotosintesis. Gas Karbon dioksida berkurangan dengan peningkatan jumlah tumbuhan. Oksigen bergabung dengan pelbagai elemen seperti besi. Kewujudan lapisan ozon, hidupan telah mendapat perlindungan yang lebih baik kerana terlindung daripada sinaran ultra lembayung. Gas oksigen-nitrogen ini disebut sebagai "third atmosphere" atau atmosfera moden.
PEMANASAN DAN PENYEJUKANPemanasan dan penyejukan udara di atmosfera berlaku kerana tekanan udara dan juga dipengaruhi oleh kelembapan udara serta suhu.Udara mempunyai ketumpatan yang tinggi di paras permukaan bumi yang kita tinggal tetapi ketumpatannya menjadi semakin rendah apabila semakin bergerak tinggi ke atas atmosfera (JAS 2007).Semakin tinggi dari aras laut, semakin kurang kandungan oksigen. Kekurangan ini disebabkan oleh kekurangan tekanan udara dan kekurangan ketumpatan udara.Pemanasan udara berlaku apabila mengandungi lebih banyak wap air kerana wap air lebih banyak apabila suhu tinggi. Sebaliknya wap air semakin berkurangan jika suhu semakin rendah.Pada waktu malam, bumi memancarkan radiasi gelombang panjang ke atmosfera menyejukkan permukaan bumi. Manakala halaju angin juga boleh menyejukkan udara apabila angin yang bertiup di kawasan lindungan dengan laju, menggalakkan pemeluwapan.
SEJATANPenyejatan - perubahan cecair yang mendapat tenaga yang cukup kepada gas pada sebarang suhu di bawah takat didih bahan itu di atmosfera.Penyejatan giat apabila suhu semakin meningkat.Kuantiti air yang hilang secara sejatan akan dikembalikan pada kuantiti yang sama ke permukaan bumi melalui titisan air hujan. Tetapi penerimaan air hujan adalah tidak sekata dan berbeza-beza mengikut kedudukan geografi sesebuah negara.Tenaga daripada matahari digunakan untuk memutuskan ikatan-ikatan kimia yang menyatukan molekul-molekul air. Apabila cecair menyejat, suhunya akan turun. Ini disebabkan oleh tenaga haba telah diserap semasa penyejatan untuk mengatasi daya tarikan antara zarah-zarah supaya zarah-zarah cecair di permukaan dapat melepaskan diri menjadikan zarah-zarah gas. Proses sejatan dapat menghilangkan kepanasan di alam sekeliling, maka inilah sebab utama sejatan peluh daripada permukaan kulit dapat menyejukkan.PEMELUWAPANPemeluwapan ataupun kondensasi - perubahan gas kepada cecair apabila gas itu disejukkan atau dimampatkan.Pemeluwapan atau kondensasi - pembentukan awan- menghasilkan hujanMolekul-molekul air akan bergabung dengan partikel debu, garam dan asap di udara untuk membentuk titisan awan yang seterusnya akan bergabung dengan titisan-titisan awan yang lain untuk membentuk awan.Titisan air yang bergabung sesama sendiri akan bertambah dari segi saiz dan seterusnya menyebabkan berlakunya kerpasan (Hujan/ Salji).perlahan dan ditarik antara satu sama lain dengan lebih kuat. Jadi, zarah-zarah tersusun lebih rapat menyebabkannya bertukar kepada cecair.
Pemeluwapan - proses eksoterma, iaitu proses membebaskan haba. Apabila jirim disejukkan, tenaga kinetik pada zarah-zarah akan berkurangan. Zarah-zarah gas bergerak dengan lebihWap air dari udara termeluwap pada permukaan sejuk membentuk embun. Bila wap itu termeluwap pada satu permukaan, ia memanaskan permukaan tersebut dan menurunkan suhu atmosfera. Inilah juga proses yang menyebabkan pembentukan awan.Takat embun merupakan suhu wap air perlu sejuk sebelum pemeluwapan mula terjadi. Sekiranya udara amat sejuk dan tepu, fros dan salji boleh terjadi. Dalam kes ini, wap udara bertukar dari gas terus kepada pepejal.Kabus berlaku daripada proses kondensasi. Ini dapat dilihat apabila ia menyebabkan berlakunya keadaan cermin mata menjadi kabur apabila berpindah daripada sebuah bilik yang sejuk kepada luar bilik pada suatu hari yang panas serta lembap.
PEMBENTUKAN AIR HUJAN










Kerpasan - pelepasan titisan air daripada atmosfera dalam bentuk air hujan, salji atau hujan batu.Awan yang terapung di atmosfera mengandungi wap air dan titisan awan yang tidak dapat jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan kerana saiznya yang kecil, tetapi saiznya adalah cukup besar untuk membentuk awan yang dapat dilihat oleh manusia.Proses sejatan dan kondensasi secara berterusan di langit menggabungkan titisan air yang terampai di atmosfera sehingga menjadi berat untuk membentuk hujan.
KITARAN NITROGEN
Kitaran nitrogen seperti pada Rajah di atas ialah bagaimana nitrogen iaitu unsur udara berinteraksi dengan persekitaran fizikal yang merupakan unsur lain yang membentuk sistem bumi. Gas nitrogen di atmosfera, tumbuhan dan haiwan (dalam protein tumbuhan dan haiwan) serta bahan buangan diserap dalam tanah dan disimpan sebagai nitrat, ammonia dan nitrit. Gas ini dibebaskan sebagai gas nitrogen ke udara melalui proses penitritan oleh bakteria
KITARAN KARBON
Kitaran karbon - proses di mana karbon digunakan dan kemudian dilepaskan semula ke udara. Pada Rajah sebelah Karbon dioksida di udara diserap dan digunakan oleh Tumbuhan dalam fotosintesis untuk menghasilkan karbohidrat. Apabila tumbuhan mati, ia terdapat dalam fosil dan bahan api. Bahan api digunakan oleh kenderaan bermotor dan melepaskan semula karbon dioksida ke udara. Bagi haiwan yang memakan tumbuhan, tumbuhan dimakan oleh haiwan, lalu karbon dioksida dilepaskan ke udara melalui respirasi.
KITARAN OKSIGEN

lProses respirasi dan fotosintesis -proses utama dalam kitaran oksigen.lTumbuhan memerlukan karbon dioksida dari atmosfera dalam menghasilkan makanan iaitu proses fotosintesis lalu membebaskan gas oksigen.lGas oksigen pmembentuk gas ozon yang menghalang cahaya ultra ungu ke bumi.lOksigen juga digunakan oleh haiwan untuk proses pernafasan lalu membebaskan karbon dioksida ke udara melalui proses respirasi. Oksigen juga diserap oleh air lalu boleh mengoksida objek besi.Semasa proses pernafasan, sel-sel badan diberi tenaga untuk bergerak dan membina. Oksigen diserap dalam paru-paru ke dalam aliran darah dan kemudian dibawa ke seluruh badan. Lalu Karbon dioksida dipulangkan ke paru-paru dan dikeluarkan daripada tubuh apabila menghembuskan nafas
FOTOSINTESISl





Fotosintesis seperti Rajah sebelah - penukaran tenaga cahaya matahari kepada tenaga biokimia.lTenaga kimia ini digunakan untuk pengikatan karbon. Proses ini dibantu oleh klorofil untuk menguraikan air kepada oksigen dan hidrogen. [Apabila H2O dioksidakan oleh tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan cyanobakteria, O2 dihasilkan.]6CO2 + 12H2O + Tenaga Cahaya --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2OlOksiden akan dibebaskan sebagai bahan sampingan semasa fotosintesis berlaku, manakala hidrogen pula akan digunakan untuk bertindak balas dengan CO2 dan karbohidrat menjadi gula (glukosa), iaitu hasil akhir fotosintesis.
KESEIMBANGAN ATMOSFERASetiap kali bahan pencemar dilepaskan ke atmosfera, bererti kestabilan semulajadi planet kita.Keseimbangan udara di atmosfera bergantung kepada suhu udara yang naik yang mempunyai hubungan relatif dengan suhu persekitarannya.Suhu udara tidak sama di tempat-tempat yang berlainan mengikut keadaan atmosfera itu sendiri.Haba bergerak dari kawasan latitud rendah (khatulistiwa) ke kawasan latitud tinggi (Utara & Selatan)Kestabilan yang berbeza akan menghasilkan bentuk awan yang pelbagai.Apabila sekumpulan udara berdekatan dengan permukaan bumi dipanaskan maka ia akan menjadi lebih ringan daripada udara di sekeliling, lalu ia bergerak naik ke atas.
Semakin bergerak ke atas, kumpulan udara tadi akan kehilangan tenaga haba kerana tenaga dilepaskan ke atmosfera akibat tekanan dan suhu yang semakin rendah pada altitud yang semakin tinggi.Sekiranya suhu persekitaran tidak turun secara mendadak pada altitud yang semakin meningkat, maka kumpulan udara yang naik tadi akan menjadi lebih sejuk daripada udara persekitarannya, lalu hilang daya apungan dan turun kepada keadaan asal iaitu ke bawah. Inilah dikatakan sebagai seimbang.Tetapi jika udara di persekitaran turun secara mendadak dengan peningkatan altitud maka kumpulan udara tadi akan terus naik, maka ini yang dikatakan udara tidak stabil atau ketidakseimbangan atmosfera.Semasa udara yang naik mengalami penyejukan, ia berkondensasi dan menjadi awan. Semakin tidak seimbang/ tidak stabil atmosfera, maka semakin udara tersebut naik. Awan kumulus yang sedikit membuktikan bahawa atmosfera dalam keadaan stabil dan sebaliknya. Ketidak stabilan armosfera juga ditunjukkan dengan denga kehadiran guruh dan petir. Dalam sistem tekanan udara yang tinggi atau disebut antisiklon, udara akan berkurangan, mengecut dan memerlukan tenaga, seiring dengan peningkatan altitud. Keadaan ini dapat dikesan apabila banyak awan di langit.
KEPENTINGAN MEMAHAMI TENAGA DAN PROSES DI ATMOSFERA:Memahami proses di atmosferaMenggunakan pemahaman mengenai proses di atmosfera dalam mengawal ketidakseimbangan atmosfera. Contohnya, pembenihan awan, pengawalan penggunaan bahan yang boleh memusnahkan lapisan ozon dan sebagainya.Memanfaatkan unsur atmosfera untuk kesejahteraan manusia. Contoh: Kincir angin, belon udara, kapal layar dan sebagainya.

RAMALAN GEO U2 2023 SIRI 4