Atmosfer bumi adalah selimut gas vital yang mengelilingi planet kita, dilindungi oleh gaya gravitasi. Lapisan ini memainkan peran krusial dalam menopang kehidupan dengan menyediakan oksigen untuk bernapas, menjaga suhu bumi tetap stabil melalui efek rumah kaca alami, dan melindungi permukaan dari radiasi berbahaya serta benturan meteoroid. Atmosfer tidak homogen; ia terbagi menjadi beberapa lapisan berbeda yang ditandai oleh perubahan suhu, komposisi kimia, dan kepadatan gas seiring bertambahnya ketinggian.
Ilustrasi skematis lapisan atmosfer dari bawah ke atas.
Secara umum, atmosfer terbagi menjadi lima lapisan utama berdasarkan gradien suhu vertikalnya. Dari permukaan bumi ke ruang angkasa, urutannya adalah Troposfer, Stratosfer, Mesosfer, Termosfer, dan Eksosfer.
Ini adalah lapisan paling bawah dan terpadat, tempat hampir semua fenomena cuaca terjadi. Ketinggian lapisan ini bervariasi, lebih tebal di daerah khatulistiwa daripada di kutub. Suhu di troposfer cenderung menurun seiring bertambahnya ketinggian. Batas atasnya dikenal sebagai tropopause.
Berbeda dengan troposfer, suhu di stratosfer justru meningkat seiring ketinggian. Peningkatan suhu ini disebabkan oleh adanya lapisan ozon (O3) yang menyerap radiasi ultraviolet (UV) berbahaya dari Matahari. Lapisan ozon sangat penting karena melindungi kehidupan di permukaan bumi dari paparan UV berlebih. Karena sangat stabil, lapisan ini sering digunakan untuk penerbangan pesawat komersial dan balon cuaca.
Mesosfer adalah lapisan atmosfer yang paling dingin. Suhu dapat turun hingga -90°C pada batas atasnya, yang dikenal sebagai mesopause. Nama "mesos" berasal dari bahasa Yunani yang berarti "tengah". Lapisan ini berfungsi sebagai pelindung utama terhadap meteoroid; sebagian besar meteoroid terbakar habis di lapisan ini karena gesekan udara, menghasilkan fenomena yang kita kenal sebagai bintang jatuh.
Termosfer dicirikan oleh peningkatan suhu yang dramatis seiring bertambahnya ketinggian. Meskipun suhunya bisa mencapai ribuan derajat Celsius karena penyerapan radiasi berenergi tinggi dari Matahari, kepadatan gas di sini sangat rendah, sehingga objek yang melewatinya mungkin tidak terasa panas. Aurora Borealis dan Aurora Australis (cahaya utara dan selatan) terjadi di lapisan ini, di mana partikel bermuatan dari Matahari berinteraksi dengan gas atmosfer.
Eksosfer adalah lapisan terluar atmosfer yang secara bertahap menghilang dan berbaur dengan ruang antarplanet (antariksa). Di sini, molekul gas sangat jarang dan bergerak bebas. Ini adalah zona di mana satelit buatan manusia biasanya mengorbit. Batas antara eksosfer dan ruang angkasa tidak didefinisikan secara pasti, tetapi sering dianggap dimulai di sekitar 10.000 km.
Selain pembagian berdasarkan suhu (termo-), atmosfer juga dibagi berdasarkan sifat listriknya menjadi dua zona penting: Ionosfer dan Piroforesfer. Ionosfer meliputi bagian dari Mesosfer, Termosfer, dan sebagian Eksosfer. Lapisan ini kaya akan ion (partikel bermuatan listrik) yang terbentuk akibat radiasi Matahari. Keberadaan ionosfer sangat vital karena memungkinkan komunikasi radio jarak jauh bekerja dengan memantulkan gelombang radio kembali ke Bumi.
Memahami lapisan-lapisan atmosfer bumi memberikan wawasan tentang bagaimana planet kita mempertahankan kondisi yang mendukung kehidupan. Dari perlindungan cuaca di troposfer hingga penyaringan radiasi UV di stratosfer, setiap lapisan memiliki peran yang tak tergantikan dalam sistem lingkungan global yang kompleks ini.