Energi dari Matahari

Energi dari matahari banyak yang sampai ke atmosfer bumi.

Atmosfer adalah campuran gas yang mengelilingi bumi, campuran gas ini biasanya disebut sebagai udara.

Komposisi Udara

pie chart komposisi udara

Gas-gas utama yang membentuk atmosfer Bumi adalah nitrogen dan oksigen.

• 79% Nitrogen
• 20% Oksigen
• 1% gas lain, yaitu uap air (H2O), argon (Ar), karbon dioksida (CO2), dan ozon (O3)
  

Walaupun zat-zat ini hanya sedikit dibanding nitrogen dan oksigen, mereka masih penting.

Beberapa zat ini mempengaruhi cuaca dan iklim dan melindungi makhluk hidup dari radiasi matahari yang berbahaya.

Lapisan Atmosfer

Atmosfer terdiri dari lapisan-lapisan yang berbeda.

Troposfer adalah bagian dari atmosfer yang memanjang dari permukaan Bumi sampai ketinggian sekitar 8-15 km. Di troposfer, semakin tinggi, udara suhu menurun. 

Stratosfer berada di atas troposfer. Stratosfer adalah wilayah atmosfer yang memanjang dari sekitar 15 km hingga 50 km. Di stratosfer, semakin tinggi, suhu udara meningkat. Ini terjadi karena konsentrasi ozon lebih tinggi di stratosfer daripada di troposfer.

Lapisan ozon di stratosfer menyerap sebagian dari radiasi ultraviolet matahari yang berbahaya, menyebabkan suhu udara meningkat.

Dua lapisan teratas atmosfer adalah mesosfer dan termosfer. Mesosfer meluas sampai sekitar 80 km di atas permukaan Bumi. Termosfer tidak memiliki batas atas yang ditentukan. Di luar termosfer adalah ruang angkasa.

Radiasi Terlihat

Terkadang sinar matahari disebut sebagai cahaya terlihat atau cahaya putih.
Cahaya putih bisa dibagi menjadi merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Cahaya yang terlihat, termasuk semua warna pelangi, sebenarnya adalah radiasi yang terlihat.

 

Radiasi Hampir Terlihat

Radiasi infrared dan ultraviolet hanya berada di luar kisaran jarak pandang ke mata manusia. Namun, bentuk-bentuk radiasi ini dapat dideteksi oleh beberapa organisme.

Gelombang inframerah memiliki panjang gelombang lebih panjang dari cahaya yang terlihat dan terkadang terasa panas. Jika Anda pernah merasakan kehangatan dari api, Anda telah merasakan radiasi inframerah.

Gelombang ultraviolet lebih pendek dari cahaya tampak. Manusia tidak melihat atau merasakan radiasi ultraviolet. Tapi, Anda mungkin dapat merasakan efeknya. Sinar ultraviolet adalah radiasi yang menyebabkan kulit terbakar sinar matahari.

kiri - foto dalam cahaya terlihat, kanan - foto dalam cahaya ultraviolet

Beberapa binatang, seperti lebah, kupu-kupu, dan burung, dapat mendeteksi cahaya ultraviolet dengan mata mereka. Kemampuan untuk merasakan sinar ultraviolet membantu lebah menemukan nektar bunga.

Sinar Matahari Menembus Atmosfer

Ketika radiasi Matahari melewati atmosfer, sebagian diserap oleh gas dan partikel, dan sebagian lagi dipantulkan kembali ke angkasa. Tidak semua radiasi yang datang dari Matahari mencapai permukaan Bumi. 

Oksigen, ozon, dan uap air menyerap semua radiasi ultraviolet yang masuk.
Beberapa radiasi inframerah dari Matahari diserap oleh air dan karbon dioksida di troposfer. Namun, panjang gelombang cahaya tampak tidak diserap oleh atmosfer Bumi.

Sekitar 20% radiasi matahari yang masuk diserap oleh gas dan partikel di atmosfer. 

Sekitar 25% radiasi matahari yang masuk terpantul ke ruang angkasa oleh awan dan partikel kecil di udara.

5% lainnya terpantul ke ruang angkasa oleh permukaan darat dan laut. 

Jadi, total 30% radiasi matahari yang masuk terpantul ke luar angkasa.
Hanya sekitar 50% radiasi matahari yang masuk mencapai dan diserap oleh permukaan Bumi.

 

Warna Langit dan Matahari

Saat cahaya yang terlihat lewat melalui atmosfer, itu diserap, terpantul, dan tersebar oleh partikel dan gas molekul di atmosfer.

Cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek, termasuk ungu dan biru, diserap dan kemudian dipantulkan pertama sebagai cahaya yang melewati atmosfer.

Ketika cahaya biru menyebar melalui atmosfer dan mencapai mata kita, langit tampak biru.

Mengapa matahari berwarna kuning?

Ketika cahaya violet dan cahaya biru tersebar, sisa warna cahaya, hijau, kuning, oranye, dan merah — bersama-sama tampak kuning.

 

Mengapa matahari terbenam berwarna merah?

Ketika matahari terbenam rendah di langit, cahaya harus menempuh jarak yang lebih jauh melalui atmosfer Bumi. Ketika cahaya berjalan, tidak hanya cahaya biru yang tersebar, tetapi cahaya hijau juga tersebar. 

Pada awalnya, Matahari yang terbenam terlihat oranye. Ketika tenggelam lebih rendah di langit, cahaya harus melakukan perjalanan yang semakin jauh untuk mencapai permukaan Bumi. Bahkan gelombang cahaya kuning dan oranye yang lebih panjang tersebar dan terpantul.

Mengapa langit berwarna hitam?

Di ruang angkasa, tidak ada atmosfer untuk mencerminkan atau menyebarkan cahaya apa pun.

Ketika tidak ada cahaya yang tersebar mencapai mata, langit akan terlihat gelap dan hitam.

gambar-gambar dari: wikimedia.org, flickr.com, pixabay.com, pixy.org, piqsels.com, dan staticflickr.com.