Planet bumi mempunyai atmosfer sebagai selimut untuk melindungi bumi. Asal usul atmosfer berasal dari atmos yang didefinisikan sebagai uap yang tersusun dari gas dan mengitari planet bumi. Atmosfer mengandung sebanyak oksigen 29,95%, 78,08% nitrogen, 0,38% karbon dioksida, dan argon 0,93%. Selain itu juga terdapat uap air sebanyak 1% dan gas-gas lain dalam atmosfer dalam jumlah yang sangat kecil.
Atmosfer bumi lebih kuat pada jarak terdalam di sekitar bumi dan lebih tipis ke arah luar bumi. Atmosfer terdiri dari 5 lapisan, yaitu troposfer, mesosfer, termosfer, stratosfer, dan eksosfer. Setiap lapisan memiliki peran penting untuk mendukung kelangsungan hidup di bumi. Lapisan terluar menunjukkan wilayah bumi dari luar angkasa. Kapasitas gas dan temperatur juga bervariasi antar lapisan, ini membuat masing-masing lapisan mempunyai komposisi berbeda pula. Dengan adanya perbedaan komposisi pada setiap lapisan, maka hal ini juga akan akan mempunyai karakteristik tertentu.
Lapisan atmosfer
Lapisan pertama di atas permukaan bumi adalah troposfer dan memiliki sekitar setengah dari atmosfer bumi. Kemudian pada lapisan berikutnya adalah stratosfer, yang diikuti oleh mesosfer. Termosfer pada di urutan berikutnya. Sedangkan lapisan yang paling atas dari termosfer adalah ionosfer kemudian diikuti lapisan atmosfer akhir yaitu eksosfer.
Troposfer
Istilah ini berasal dari bahasa Yunani tropos yang berarti perubahan. Lapisan ini dimulai dari permukaan bumi dan menyebar hingga 17 km di khatulistiwa dan 7 km di daerah kutub. Lapisan ini lebih lebar di bagian khatulistiwa dan lebih tipis pada daerah kutub. Troposfer mempunyai komposisi kimia dengan kandungan uap air. Konsentrasi uap air di wilayah kutub lebih sedikit jika dibandingkan dengan daerah tropis. Sebanyak 99% uap air pada atmosfer terdapat dalam troposfer.
Uap air membantu pengaturan suhu udara oleh karena menyerap energi matahari dan radiasi termal. Energi matahari yang menyebabkan panas akan mengurangi kepadatan udara dan menyebabkan uap air meningkat. Pada kondisi ini, udara di lapisan ini akan menghabiskan energi dan menyebabkan suhu turun. Suhu yang menurun mengakibatkan kandungan uap udara menjadi embun, hingga berakibat pada peningkatan massa udara. Troposfer memiliki sekitar 80% dari keseluruhan massa atmosfer. Selain uap air, nitrogen, oksigen, hidrogen ozon dan jejak argon juga terdapat pada lapisan ini. Kita menghirup udara yang berasal dari troposfer.
Stratosfer
Istilah ini bermula dari bahasa Latin stratus yang artinya menyebar. Lapisan ini terdapat di atas lapisan troposfer yang membentang sampai dengan 50 km. Bagian paling bawah dari stratosfer berada sekitar 16 km di dekat khatulistiwa dan akan menipis sampai dengan 8 km mendekati kutub. Ini merupakan lapisan stratosfer yang mempunyai lapisan ozon. Letak lapisan ozon antara 15-35 km di atas permukaan bumi. Lapisan ini menghisap radiasi sinar ultraviolet yang dapat memberikan dampak buruk bagi kelangsungan hidup di bumi.
Suhu pada stratosfer akan meningkat sesuai dengan ketinggian. Ini menjadi penyebab mengapa konveksi dan campuran di lapisan ini tidak banyak, sehingga lapisan menjadi stabil. Aliran udara dari stratosfer ke lapisan di bawah atau di atasnya terjadi karena faktor seperti panas, gravitasi, dan siklus siang hari. Lebih sering pesawat jet terbang melalui stratosfer untuk menghindari turbulensi yang mereka hadapi di lapisan troposfer. Oleh karena kurangnya konveksi di lapisan tersebut, maka apapun yang sampai di area tersebut dapat bertahan lebih lama.
Mesosfer
Kata itu berawal dari bahasa Yunani mesos yang berarti tengah. Lapisan ini membentang mulai dari 50 km hingga sekitar 80 km. Pada lapisan ini, suhu udara menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian. Sebagian besar meteor dan pecahan batu terbakar pada mesosfer sebelum batuan dapat memasuki stratosfer. Oleh karena komposisinya, meteor menjadi panas dan menguap di lapisan ini.
Mesosfer mempunyai lapisan natrium dengan kedalaman hingga 5 km dan terbuat dari atom natrium tanpa ionisasi. Lapisan ini memancarkan cahaya di udara, oleh sebab itu langit di malam hari tidak pernah tampak gelap gulita. Suhu udara menjadi lebih rendah sesuai dengan ketinggian. Bagian atas dari mesosfer dikenal dengan mesopause, ini merupakan bagian terdingin dari atmosfer bumi, dengan suhu sampai minus 90 derajat C. Udara di lapisan ini sangatlah tipis dan membuat molekul atom hampir tidak pernah berinteraksi. Pada lapisan ini membuat pesawat terbang akan mengalami kesusahan, oleh karena sangat tipis untuk dapat mendorong pesawat terbang.
Termosfer
Kata ini didapat dari kata Yunani termos yang berarti panas. Lapisan ini membentang mulai sekitar 85 km hingga di atas 640 km. Suhu udara di termosfer meningkat sesuai dengan tingginya. Perubahan kecil apapun akan menyebabkan perubahan suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini dapat mencapai hingga 1500 derajat C bahkan lebih tinggi. Oksigen yang terdapat pada lapisan ini menyerap radiasi matahari, ini sebabnya suhu di lapisan ini menjadi paling panas dalam semua bagian atmosfer. Termosfer menjadi lebih panas di siang hari daripada di malam hari. Sinar UV berenergi tinggi memecah molekul gas sehingga udara di termosfer di bagian atas mengandung oksigen atom, helium, dan nitrogen atom. Kandungan ini juga memisahkan elektron dari partikel gas, dan menghasilkan ion bermuatan listrik di beberapa bagian termosfer.
Ionosfer
Ini adalah lapisan atmosfer yang terionisasi oleh radiasi matahari. Ionosfer membentuk kurang lebih 0,1% massa atmosfer. Berdasarkan panjang gelombang sinar matahari yang paling sering dihisap, ionosfer terbagi menjadi 3 lapis, yaitu D, E dan F. Wilayah D di bawah sekitar 90 km dan menyerap sinar-x. Wilayah E meluas hingga sekitar 150 km dan menyerap sinar-x yang lebih lembut. Sedangkan wilayah F meluas hingga sampai 600 km dan menyerap sinar ultraviolet ekstrem. Ionosfer memungkinkan adanya penyebaran sinyal radio ke tempat yang jauh di planet bumi. Ini adalah refleksi gelombang radio kembali ke bumi yang membuat komunikasi radio jadi mudah dengan memantulkan gelombang elektromagnetik.
Aurora
Aurora merupakan fenomena yang terjadi di termosfer. Partikel bermuatan bertabrakan dengan atom dan molekul menariknya ke dalam energi yang lebih tinggi. Atom dan molekul ini memberikan energi dengan memancarkan sinar yang dapat dilihat dengan wujud aurora berwarna-warni.
Eksosfer
Setelah ionosfer terdapat eksosfer yang berarti luar dalam bahasa Yunani. Eksosfer adalah batas atas dari lapisan atmosfer. Lapisan ini adalah tempat dimana atom dan molekul gas lolos ke luar angkasa. Lapisan ini mempunyai hidrogen, helium, karbon dioksida, dan oksigen atom. Udara di tempat ini sangat tipis dan serupa dengan ruang hampa udara.
Setiap bagian dari atmosfer bumi mempunyai komposisi masing-masing dan fungsinya. Troposfer berfungsi menjadi tempat untuk perubahan cuaca, lapisan pelindung ozon di stratosfer berfungsi membantu perkembangan kehidupan di planet ini. Sedangkan mesosfer membuat langit di malam hari tidak nampak benar-benar gelap. Sedangkan ionosfer memungkinkan adanya transmisi radio. Kesmua lapisan atmosfer ini merupakan lapisan pelindung yang membuat planet bumi menjadi planet yang layak ditempati.
