SCE3110 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

TAJUK 1BUMI: Bumi sebagai satu planet, Atmosfera, Awan dan Tekanan Udara

1.1Sinopsis

Tajuk ini disusun untuk membolehkan pelajar mengetahui bumi sebagai satu planet, atmosfera, awan dan tekanan udara.

1.2 Hasil Pembelajaran

Pada akhir tajuk ini, anda akan dapat:

i. Menerangkan evolusi kejadian bumi.ii. Menyatakan lapisan-lapisan dalam atmosfera.iii. Mengenalpasti pelbagai jenis awan dan menyatakan ciri-ciri awan.iv. Menerangkan peredaran atmosfera sejagat yang berpunca daripada perbezaaan tekanan dan kesan coriolis.v. Mengaitkan jenis awan dengan cuaca.

1.3 Kerangka Tajuk-tajuk

1.3.1 Bumi sebagai Satu Planet

Aktiviti 1 : Baca Petikan di bawah dan jawab soalan berikut.Bilakah bumi terbentuk?Bagaimanakah bumi terbentuk?Apakah planet?Mengapa bumi dikatakan sebagai sebuah planet?Nyatakan tiga ciri-ciri bumi sebagai sebuah planet.

Hipotesis awan nebular mencadangkan yang sistem solar bermula sebagai awan nebula dan matahari dan planet-planet adalah pemusatan habuk dan juga gas-gas di dalam awan oleh satu daya graviti.tebal awan ini ialah di antara 30-40 tahun cahaya merentasinyajisim awan ini ialah 2 -10 kali ganda jisim Sistem solar semasa kinipada asalnya sangat nipisbergumpal oleh graviti dan tarikan magnetikPelanggaran matahari yang dipanaskan sehingga berlaku pelakuran semertaAngin solar permulaan menerbangkan unsur-unsur ringan Bumi iaitu atmosfera Bumi yang primitif -apa yang tinggal hanyalah 1/1200 daripada jisim asal.

Planet Biru: Gambar planet bumi dari angkasa

Bumi ialah planet ketiga daripada Matahari (150 million kilometers) Bumi mengelilingi matahari dalam orbitnya dalam pusingan lengkap selama 365.256 hari Bumi berputar pada paksinya dalam masa ialah 23.9345 jam. Putaran bumi pada paksinya yang laju dan teras bumi yang terdiri daripada besi dan nikel menghasilkan medan magnet. Atmosfera bumi melindungi kita daripada radiasi yang merbahaya. Meteor yang memasuki atmosfera bumi terbakar sebelum ia dapat melanggar permukaannya.

Fakta-fakta penting mengenai planet bumi

Statistik Bumi

Jisim (kg) 5.976e+24

Mass (Earth = 1) 1.0000e+00

Jejari di Khatulistiwa (km) 6,378.14

Equatorial radius (Earth = 1) 1.0000e+00

Min ketumpatan (gm/cm^3) 5.515

Min jarak dari matahari (km) 149,600,000

Mean distance from the Sun (Earth = 1) 1.0000

Tempoh putaran (hari) 0.99727

Tempoh putaran (jam) 23.9345

Tempoh mengorbit matahari (hari) 365.256

Min kelajuan orbit (km/sec) 29.79

Orbital eccentricity 0.0167

Kecondongan paksi (darjah) 23.45

Orbital inclination (degrees) 0.000

Equatorial escape velocity (km/sec) 11.18

Tarikan graviti permukaan di Khatulistiwa (m/sec^2) 9.78

Visual geometric albedo 0.37

Min suhu permukaan 15C

Tekanan atmosfera (bars) 1.013

Kandungan atmosfera NitrogenOksigenOther 77%21%2%

Aktiviti 2 Apakah atmosfera?Apakah kesan atmosfera kepada bumi?

1.3.2Atmosfera Bumi

Pemandangan Bumi dan Atmosferanya

Atmosfera bumi ialah satu sfera bergas dan ia melitupi Bumi.Atmosfera bergas ini mengandungi satu campuran gas-gas yang terutamanya nitrogen, oksigen, karbon dioksida dan wap air. Atmosfera bumi ini adalah kaya dengan kandungan oksigen, suhu yang sederhana, air yang banyak dan pelbagai komposisi kimia yang membenarkan bumi menyokong kehidupan.

1.3.2.1 Kandungan udara dalam atmosfera bumi.

Kandungan udara dalam atmosfera bumi adalah seperti berikut;

Nitrogen 78.0842% Oksigen 20.9463% Argon 0.9342% Karbon dioksida 0.0384% Lain-lain 0.0020%

1.3.2.2 Lapisan Atmosfera Bumi Lapisan Atmosfera Bumi

Latihan 1 : Rujuk gambarajah berkaitan lapisan atmosfera di atas. Senaraikan lapisan Atmosfera yang dapat anda kenalpasti.1...............................................................2...............................................................3...............................................................4...............................................................5...............................................................6...............................................................

Memikir: Bagaimanakah Atmosfera melindungi bumi? Catatkan pendapat anda di sini.

Jadual Suhu berubah mengikut atmosfera

Aktiviti 5 Apakah suhu pada ketinggian 90 Km dari aras laut?Bagaimanakah perubahan suhu di kawasan Troposfera?Berapakah suhu di tempat anda?Bandingkan perubahan suhu di Stratosfera dengan Troposfera.

1.3.3Awan Kondensasi menghasilkan embun, kabus atau awan Wap air memerlukan permukaan untuk berlaku penyejatan. Contohnya: daun, rumput, cermin kereta bagi meghasilkan embun. Kabus hasil daripada penyejukan pantas udara panas yang bergerak ke permukaan yang sejuk atau bertembung udara panas dengan permukaan yang sejuk.

Apakah yang berlaku kepada udara di atas permukaan bumi?

Nukleus kondensasi merupakan bahan atau partikel yang sangat kecil (habuk, asap dan partikel garam iaitu nucleus higroscopik yang menyerap air) Tanpa nukleus kondensasi, atmosfera menjadi sangat lembab.

Titisan-titisan kecil atau kristal beku yang berterbangan di atmosfera menyediakan petunjuk yang dapat dilihat. Wap air yang diserap oleh partikel ini dapat dilihat menjadi awan. Jika awan terbentuk dibawah takat beku, Kristal airbatu yang kecil akan terbentuk.

1.3.3.2 Awan dan kejadian hujan

Awan mengandungi berjuta-juta titisan kecil air (20 mikrometer) yang terawang-awang (tergantung) di udara. Diameter rambut manusia ialah 75 mikrometer Titisan hujan mempunyai diameter bersaiz 2000 mikrometer dan terdapat berjuta-juta kali ganda isipadu titisan awan Perpeluhan (hujan-Precipitation) memerlukan titisan air tambahan dan juga pelanggaran.

1.3.3.3 Pengkelasan Awan

2 kategori awan : berlapis dan aruhan (layered and convective) Awan stratus atau or stratiform bermaksud berlapisan dan awan cumulus atau cumuliform bermaksud bertimbun atau "piled up.

Awan Tinggi (Kumpulan A)

Cirrocumulus Cirrus cloud Cirrostratus

Awan Pertengahan (Kumpulan B)

Altostratus Altocumulus

Awan rendah (Kumpulan C)

Termasuk stratus iaitu kabus yang menyentuh permukaan tanah. Cumulus Cumulus humilis Cumulus mediocris Stratocumulus Nimbostratus Stratus

Awan Menegak (Kumpulan D)

Cumulonimbus (dikaitkan dengan hujan lebat dan kilat) Cumulonimbus calvus Cumulonimbus incus Cumulonimbus Cumulus Cumulus congestus Pyrocumulus

1.3.3.4 Pembenihan Awan

Kaedah Pembenihan Awan

Mengubah jumlah dan jenis hujan yang turun dari awan. Dengan cara menaburkan bahan di udara yang bertindak dengan menjadi awan kondensasi atau nukleus ais(airbatu) Menambahkan hujan atau salji Bahan kimia yang digunakan seperti argentums iodida , ais kering (karbon dioksida beku/pepejal). Cecair propana digunakan untuk menghasilkan kristal ais/ air batu Menggunakan bahan hygroscopic seperti garam Akan menjana penyejukan nukleus( freezing nucleation ) atau menyejukkan wap air untuk membentuk kristal ais atau air batu.

Alat pembenihan awan yang dipasang pada kapal terbang.

Aktiviti 3 Namakan jenis-jenis awan yang anda biasa lihat di kawasan anda?Bagaimanakah awan terbentuk?

1.3.4 Tekanan Udara

Perhatikan gambarajah di sebelah.

Pertimbangkan bahawa bebola-bebola adalah zarah-zarah udara . Apakah yang dapat anda katakan tentang zarah-zarah udara tersebut?

Molekul udara menghentam permukaan secara rawak dalam pelbagai arah; Semakin tinggi meningkat , bilangan molekul berkurangan bermaksud tekanan udara berkurang.

Apabila ketumpatan udara bertambah, bilangan pelanggaran molekul bagi satu unit luas dan masa juga bertambah justeru memberikan daya tekanan.Atmosfera memanjang sehingga 15 batu (24 km) ke atas dari permukaan bumi; Separuh daripada molekul udara di atmosfera terkandung dalam lapisan 18,000 kaki dari permukaan bumi (5.6 km). Tekanan atmosfera dihasilkan oleh berat udara yang terkandung di dalam atmosfera.

Tekanan atmosfera pada aras laut ialah 1kg/cm2 atau 1013.2 millibars 29.92 inci raksa

Tekanan atmosfera juga mendatangkan kesan kepada cuaca Tekanan atmosfera berbeza mengikut tempat; menjana angin dan membawa perubahan suhu dan kelembapan.

Aktiviti 4 Apakah tekanan udara?Bagaimanakah tekanan udara diukur?Berapakah tekanan udara di tempat anda?Mengapa tekanan udara di atas gunung lebih rendah daripada tekanan udara pada aras laut ?

Tutorial

Bersama ahli kumpulan anda, bincangkan:

(i) Mengapa kita perlu memahami planet kita ini? (ii) Mengapa perlu meramalkan cuaca? Sediakan peta minda anda dan bentangkan hasil perbincangan anda.

Selesai bahagian ini. Rehatlah dulu.

Lutgens, F. K. & Tarbuck, E.J. (2005). Foundations of earth science. 4th Edition, New Jersey: Pearson Prentice Hall.Rujukan

11

Bumi dan 8 planet yang lain serta matahari dicipta pada masa yang lebih kurang sama daripada awan-awan habuk dan gas(nebula) yang sangat besar. Kira-kira 5 bilion tahun dahulu, nebula mula mengecut kerana tarikan graviti dan mula berputar dan meleper.Seterusnya terjadi pelakuran matahari dan planet yang baru terbentuk mula mengasingkan unsur yang lebih berat dan komponen kimia termendak ke bahagian tengah dan bahan batuan membentuk terasnya.Planet-planet yang baru terbentuk berserta bulan-bulan membebaskan gas-gas /udara yang merupakan atmosfera awal.Asal usul bumi