Manusia dapat  bertahan sampai satu hari tanpa air di
 daerah  gurun yang paling panas,  tetapi tanpa udara manusia hanya 
bertahan beberapa  menit saja. Jadi  Anda tentu bisa menyimpulkan 
sendiri betapa pentingnya udara  bagi  kehidupan di bumi. Karena tanpa 
udara, maka manusia, hewan dan   tumbuh-tumbuhan tidak dapat hidup. 
Udara untuk kehidupan sehari-hari  terdapat  di atmosfer.
Struktur  Lapisan Atmosfer

 
Gambar 1:  Struktur Lapisan Atmosfer   (Annenberg, 2009)
Bumi yang kita huni  ini terdiri dari tiga unsur: 
padat,  cair, gas. Bumi padat disebut juga  litosfer, meliputi bagian 
inti bumi  hingga lapisan terluar yang tampak sebagai  permukaan tanah. 
Bumi cair  disebut hidrosfer, mencakup air permukaan seperti  laut, 
danau, sungai,  juga berupa air di dalam tanah atau disebut air tanah, 
dan  air yang  terkandung di dalam atmosfer atau disebut air atmosfer. 
Bumi gas atau   atmosfer merupakan seluruh gas yang menyelubungi bumi 
baik di bagian  padat  maupun cair. Ketiga unsur tersebut terkait erat 
dan saling  mempengaruhi  proses-proses yang terjadi di bumi secara 
keseluruhan.  Atmosfer bumi merupakan lapisan gas yang menyelimuti bumi 
dan penting   bagi kehidupan makhluk hidup.atmosfer setinggi 5.5-5.6 km 
telah mencakup  50%  dari massa total dan pada ketinggian 40 km mencakup
 99.99%. Batas  bawah  atmosfer relatif lebih mudah ditentukan 
berdasarkan ketinggian  permukaan laut.  Sedangkan puncaknya sulit 
ditentukan karena disamping  besarnya keragaman ukuran  dan massa  
partikel terdapat pula keragaman  suhu permukaan bumi dan kekuatan angin
 yang  mempengaruhi pengangkatan  bahan (Nasir, dalam Handoko, 1995). 
Atmosfer dapat  dibedakan  berdasarkan parameter-parameter seperti 
tekanan udara, masa atmosfer   dan profil temperatur. Profil temperatur 
vertikal dapat dibagi menjadi  empat lapisan  yang berbeda yaitu 
troposfer, stratosfer, mesosfer, dan  termosfer. Puncak dari  
lapisan-lapisan tersebut adalah tropopause,  stratopause, mesopause, dan
  termopause.
Nasir, dalam Handoko  (1995) mengemukakan perubahan 
suhu  udara di atmosfer secara vertikal (menurut  ketinggian) 
berbeda-beda  dapat dikelompokkan menjadi tiga hal:
- dT/dz > 0 Suhu naik, dengan  bertambahnya  ketinggian. Hal ini disebut inversi suhu
- dT/dz =  0 Suhu tetap walaupun  ketinggian berubah. Hal ini disebut isotermal
- dT/dz  < 0 Suhu udara turun  dengan bertambahnya ketinggian disebut lapse rate
 
Troposfer merupakan  lapisan terbawah dari atmosfer 
terdapat pada  ketinggian dari 8 km di  daerah kutub dan 16 km di 
ekuator. Ruang terjadinya  sirkulasi dan  turbulensi seluruh bahan 
atmosfer sehingga menjadi salah satu  lapisan  yang mengalami 
pembentukan dan perubahan cuaca seperti angin, awan,   presipitasi, 
badai, kilat dan guntur.  Kecepatan  angin pada lapisan ini  bertambah 
dengan naiknya ketinggian dan di troposfer ini  pemindahan  energi 
berlangsung. Radiasi surya menyebabkan pemanasan permukaan  bumi  yang 
selanjutnya panas tersebut diserap oleh air untuk berubah menjadi   uap.
 Akibat proses evaporasi, energi panas diangkat oleh uap ke lapisan  
atas  yang lebih tinggi berupa panas laten. Setelah terjadi pendinginan 
 berlangsung  proses kondensasi.
Pada lapisan ini suhu   udara turun dengan bertambahnya ketinggian (dT/dz < 0) atau pada  keadaan lapse rate. Rata-rata
 lapse rate seluruh  dunia pada  keadaan normal adalah -6.5K setiap 
kenaikan ketinggian 1 km. Pada  atmosfer normal, suhu  troposfer berubah
 dari 150C pada permukaan laut  menjadi -600C  di puncak troposfer. 
Tekanan dan kerapatan udara di  permukaan laut  masing-masing adalah 
1013.2 mb dan 1.23 km m-3. Lapisan  di atasnya  dengan suhu tetap atau 
meningkat disebut stratofer kisaran  ketinggiannya antara 12-50 km diatas permukaan laut. Lapisan ini   terdiri dari 3 wilayah antara lain Stratofer  bawah krtinggiannya  12-20 km daerah isotermis, Stratosfer tengah ketinggiannya  20-35 km daerah inversi suhu, Stratosfer atas
 ketinggiannya  35-50 km  daerah inversi suhu yang kuat. Lapisan ini 
tidak mengalami  turbulensi maupun  sirkulasi. Stratosfer merupakan 
lapisan atmosfer  utama yang mengandung gas  ozon.
Lapisan dengan suhu   menurun dari 50-80 km disebut mesosfer dengan  perubahan suhu  terhadap ketinggian adalah lapse  rate. Pada
 lapisan inisuhu  udara sekitar -50C pada lapisan  hingga -950C pada 
puncaknya. Tidak  mengalami turbuleni atau  sirkulasi udara. Merupakan 
daerah penguraian  02 menjadi atom O.  Batas atasnya adalah lapisan 
mesopause dengan  perubahan suhu terhadap  ketinggian mulai bersifat 
isotermal. Lapisan di  atasnya dengan suhu yang  meningkat disebut termosfer.
 Lapisan   ini ditandai dengan beberapa ciri yaitu memiliki ketinggian 
80 km  hingga batas  yang sulit ditentukan karena sangat jarangnya 
partikel gas  yang mencapai  lapisan ini. Lapisan ini merupakan tempat 
berlangsungnya  proses ionisasi gas  ionasasi gas N2 dan O2 sehingga 
lapisan ini  disebut ionosfer. Dimana diatas ketinggian 100km  pengaruh  radiasi uv dan sinar x makin  kuat.
                                   Karakteristik Atmosfer 
Atmosfer merupakan udara yang menyelubungi bumi  dan 
sangat  berguna bagi keberlangsungan kehidupan di bumi karena beberapa  
sebab:  
1. Atmosfer melindungi bumi dari pancaran radiasi matahari yang bersuhu 6000 derajat Kelvin.
2. Atmosfer berperan penting dalam siklus hidrologi pada proses penampungan air dari permukaan bumi (daratan dan lautan).
3. Atmosfer mengandung oksigen yang dibutuhkan makhluk hidup untuk bernapas.
4. Atmosfer merupakan medium tempat bercampurnya beraneka unsur kimia yang berdampak pada kualitas udara.
 
 
 Gambar 2: Lapisan Atmosfer
 
Atmosfer terdiri dari beberapa lapisan dari yang 
terdekat dengan bumi: troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfer. 
Lapisan tersebut dibedakan antara satu dan lainnya berdasarkan profil 
temperaturnya. Pada lapisan troposfer, ketinggian 10-12 km, profil 
temperaturnya berkurang terhadap ketinggian. Di stratosfer, ketinggian 
50 km, profil temperaturnya bertambah terhadap ketinggian. Dan di 
termosfer, ketinggian 1000 km, profil temperaturnya kembali bertambah 
terhadap ketinggian.
 Gambar 3: Komposisi Udara
Di atas  termosfer adalah ionosfer, merupakan puncak 
 atmosfer yang langsung  bersentuhan dengan ruang hampa udara. Lapisan 
terdekat  bumi, troposfer,  mengandung 6/7 bagian dari massa total 
atmosfer yang relatif  tercampur  secara sempurna, sangat basah, dan 
merupakan pusat aktivitas dan   pembentukan awan maupun hujan.