Di Bumi ini, kita cenderung menganggap atmosfer kita begitu saja, dan bukan tanpa alasan. Suasana kami mempunyai campuran nitrogen dan oksigen (masing-masing 78% dan 21%) dengan jumlah wap air, karbon dioksida dan molekul gas lain. Terlebih lagi, kami menikmati tekanan atmosfera 101.325 kPa, yang meluas hingga ketinggian sekitar 8.5 km.
Ringkasnya, suasana kami melimpah ruah dan mengekalkan kehidupan. Tetapi bagaimana dengan planet lain dari Sistem Suria? Bagaimana mereka menumpuk dari segi komposisi dan tekanan atmosfera? Kita tahu bahawa mereka tidak dapat bernafas oleh manusia dan tidak dapat menyokong kehidupan. Tetapi apa perbezaan antara bola batu dan gas ini dan bola kita sendiri?
Sebagai permulaan, perlu diperhatikan bahawa setiap planet di Sistem Suria mempunyai suasana satu jenis atau yang lain. Dan ini berkisar dari sangat tipis dan renggang (seperti "eksosfera" Mercury) hingga sangat padat dan kuat - yang berlaku untuk semua syarikat gas. Dan bergantung pada komposisi planet ini, sama ada bumi atau gergasi gas / ais, gas-gas yang membentuk atmosferinya bermula dari hidrogen dan helium hingga unsur-unsur yang lebih kompleks seperti oksigen, karbon dioksida, amonia dan metana.
Suasana Merkuri:
Merkuri terlalu panas dan terlalu kecil untuk mengekalkan suasana. Namun, ia memiliki eksosfera lentur dan berubah-ubah yang terdiri dari hidrogen, helium, oksigen, natrium, kalsium, kalium dan wap air, dengan tahap tekanan gabungan sekitar 10-14 bar (satu perempat daripada tekanan atmosfera Bumi) Dipercayai eksosfera ini terbentuk dari zarah-zarah yang ditangkap dari Matahari, aliran keluar gunung berapi dan serpihan ditendang ke orbit oleh hentaman mikrometeorit.
Kerana tidak mempunyai suasana yang layak, Mercury tidak mempunyai cara untuk menahan panas dari Matahari. Hasil daripada ini dan eksentrisitasnya yang tinggi, planet ini mengalami perubahan suhu yang besar. Manakala sisi yang menghadap Matahari dapat mencapai suhu hingga 700 K (427 ° C), sementara sisi dalam bayangan turun hingga 100 K (-173 ° C).
Suasana Venus:
Pengamatan permukaan Venus memang sukar pada masa lalu, kerana suasananya yang sangat padat, yang terdiri terutamanya dari karbon dioksida dengan sejumlah kecil nitrogen. Pada 92 bar (9.2 MPa), jisim atmosfera adalah 93 kali dari atmosfer Bumi dan tekanan di permukaan planet adalah sekitar 92 kali di permukaan Bumi.
Venus juga merupakan planet terpanas di Sistem Suria kita, dengan suhu permukaan rata-rata 735 K (462 ° C / 863.6 ° F). Ini disebabkan oleh atmosfera yang kaya dengan CO2 yang, bersama dengan awan sulfur dioksida yang tebal, menghasilkan kesan rumah hijau terkuat di Sistem Suria. Di atas lapisan CO2 yang padat, awan tebal yang terdiri terutamanya dari sulfur dioksida dan titisan asid sulfurik menyebarkan sekitar 90% cahaya matahari kembali ke angkasa.
Fenomena lain yang biasa berlaku ialah angin kencang Venus, yang mencapai kecepatan hingga 85 m / s (300 km / j; 186.4 mph) di puncak awan dan mengelilingi planet ini setiap empat hingga lima hari Bumi. Dengan kelajuan ini, angin ini bergerak hingga 60 kali lebih cepat dari putaran planet, sedangkan angin terpantas di Bumi hanya 10-20% dari kelajuan putaran planet ini.
Venus flybys juga menunjukkan bahawa awannya yang padat mampu menghasilkan kilat, seperti awan di Bumi. Penampilan mereka sekejap-sekejap menunjukkan corak yang berkaitan dengan aktiviti cuaca, dan kadar kilat sekurang-kurangnya separuh dari yang ada di Bumi.
Atmosfera Bumi:
Atmosfera bumi, yang terdiri daripada nitrogen, oksigen, wap air, karbon dioksida dan gas surih lain, juga terdiri dari lima lapisan. Ini terdiri daripada Troposfera, Stratosfera, Mesosfera, Termosfera, dan Eksosfera. Sebagai peraturan, tekanan dan ketumpatan udara menurun semakin tinggi yang masuk ke atmosfera dan yang lebih jauh dari permukaan.
Yang paling dekat dengan Bumi adalah Troposfera, yang membentang dari 0 hingga antara 12 km dan 17 km (0 hingga 7 dan 10.56 mi) di atas permukaan. Lapisan ini mengandungi kira-kira 80% jisim atmosfer Bumi, dan hampir semua wap air atau kelembapan atmosfera terdapat di sini juga. Akibatnya, ia adalah lapisan di mana sebahagian besar cuaca Bumi berlaku.
Stratosfera meluas dari Troposfer ke ketinggian 50 km (31 mi). Lapisan ini meluas dari puncak troposfer ke stratopause, yang berada pada ketinggian sekitar 50 hingga 55 km (31 hingga 34 mi). Lapisan atmosfer ini adalah rumah bagi lapisan ozon, yang merupakan bahagian atmosfera Bumi yang mengandungi kepekatan gas ozon yang cukup tinggi.
Seterusnya adalah Mesosfera, yang membentang dari jarak 50 hingga 80 km (31 hingga 50 mi) di atas permukaan laut. Ini adalah tempat paling dingin di Bumi dan mempunyai suhu rata-rata sekitar -85 ° C (-120 ° F; 190 K). Termosfera, lapisan atmosfera tertinggi kedua, terbentang dari ketinggian sekitar 80 km (50 mil) hingga termopause, yang berada pada ketinggian 500-1000 km (310-620 mi).
Bahagian bawah termosfera, dari 80 hingga 550 kilometer (50 hingga 342 mi), mengandung ionosfera - yang dinamakan demikian kerana di atmosfera zarah-zarah diionisasi oleh sinaran matahari. Lapisan ini benar-benar tidak berawan dan bebas daripada wap air. Pada ketinggian inilah fenomena yang dikenali sebagai Aurora Borealis dan Aurara Australis diketahui berlaku.
Exosphere, yang merupakan lapisan paling luar dari atmosfer Bumi, terbentang dari exobase - terletak di puncak termosfera pada ketinggian sekitar 700 km dari permukaan laut - hingga sekitar 10,000 km (6,200 mi). Eksosfera bergabung dengan kekosongan ruang luar, dan terutamanya terdiri daripada ketumpatan hidrogen, helium dan beberapa molekul yang sangat rendah termasuk nitrogen, oksigen dan karbon dioksida
Eksosfera terletak terlalu jauh di atas Bumi untuk kemungkinan fenomena meteorologi. Walau bagaimanapun, Aurora Borealis dan Aurora Australis kadang-kadang berlaku di bahagian bawah eksosfera, di mana mereka bertindih ke termosfera.
Suhu permukaan rata-rata di Bumi adalah sekitar 14 ° C; tetapi seperti yang telah dinyatakan, ini berbeza-beza. Sebagai contoh, suhu terpanas yang pernah dicatat di Bumi ialah 70.7 ° C (159 ° F), yang diambil di Gurun Lut Iran. Sementara itu, suhu terdingin yang pernah direkodkan di Bumi diukur di Stesen Vostok Soviet di Antartika Plateau, mencapai suhu bersuhu -89.2 ° C (-129 ° F).
Suasana Marikh:
Planet Mars mempunyai atmosfer yang sangat tipis yang terdiri daripada 96% karbon dioksida, 1.93% argon dan 1.89% nitrogen bersama dengan jejak oksigen dan air. Atmosfernya cukup berdebu, mengandungi zarah-zarah yang berukuran diameter 1.5 mikrometer, itulah yang memberikan langit Martian warna tawny apabila dilihat dari permukaan. Tekanan atmosfera Mars berkisar antara 0,4 - 0,87 kPa, yang setara dengan sekitar 1% permukaan bumi di permukaan laut.
Kerana suasananya yang tipis, dan jaraknya lebih jauh dari Matahari, suhu permukaan Mars jauh lebih sejuk daripada yang kita alami di Bumi. Suhu rata-rata planet ini adalah -46 ° C (51 ° F), dengan suhu rendah -143 ° C (-225.4 ° F) pada musim sejuk di kutub, dan suhu tinggi 35 ° C (95 ° F) pada musim panas dan tengah hari di khatulistiwa.
Planet ini juga mengalami ribut debu, yang dapat berubah menjadi menyerupai puting beliung kecil. Ribut debu yang lebih besar berlaku apabila debu ditiup ke atmosfera dan memanas dari Matahari. Udara yang dipenuhi debu yang lebih panas naik dan angin menjadi lebih kuat, mewujudkan ribut yang dapat mengukur lebar hingga ribuan kilometer dan bertahan selama berbulan-bulan pada satu masa. Apabila saiznya besar, mereka sebenarnya dapat menyekat sebahagian besar permukaan dari pandangan.
Jumlah jejak metana juga telah dikesan di atmosfer Mars, dengan konsentrasi yang dianggarkan sekitar 30 bahagian per bilion (ppb). Ia berlaku dalam bulu yang panjang, dan profil menunjukkan bahawa metana dilepaskan dari kawasan tertentu - yang pertama terletak di antara Isidis dan Utopia Planitia (30 ° N 260 ° W) dan yang kedua di Arabia Terra (0 ° N 310 ° W).
Ammonia juga sementara dikesan di Marikh oleh Mars Express satelit, tetapi dengan jangka hayat yang agak pendek. Tidak jelas apa yang menghasilkannya, tetapi aktiviti gunung berapi telah disarankan sebagai sumber yang mungkin.
Suasana Musytari:
Sama seperti Bumi, Musytari mengalami aura berhampiran kutub utara dan selatannya. Tetapi pada Musytari, aktiviti auroral jauh lebih sengit dan jarang berhenti. Sinaran kuat, medan magnet Musytari, dan banyaknya bahan dari gunung berapi Io yang bertindak balas dengan ionosfer Musytari membuat pertunjukan cahaya yang benar-benar menakjubkan.
Musytari juga mengalami corak cuaca yang ganas. Kelajuan angin 100 m / s (360 km / j) adalah biasa di jet zonal, dan dapat mencapai setinggi 620 kph (385 mph). Ribut terbentuk dalam beberapa jam dan berdiameter ribuan km dalam semalam. Satu ribut, Great Red Spot, telah berkobar sejak sekurang-kurangnya pada akhir tahun 1600-an. Ribut telah menyusut dan berkembang sepanjang sejarahnya; tetapi pada tahun 2012, disarankan agar Giant Red Spot akhirnya hilang.
Musytari sentiasa ditutup dengan awan yang terdiri daripada kristal ammonia dan mungkin amonium hidrosulfida. Awan-awan ini terletak di tropopause dan disusun ke dalam jalur yang berlainan lintang, yang dikenal sebagai "daerah tropis". Lapisan awan hanya sekitar 50 km (31 mi), dan terdiri daripada sekurang-kurangnya dua geladak awan: geladak bawah tebal dan kawasan lebih tipis.
Mungkin juga terdapat lapisan awan air yang tipis yang mendasari lapisan amonia, seperti yang dibuktikan oleh kilat kilat yang dikesan di atmosfer Musytari, yang disebabkan oleh kekutuban air yang menyebabkan pemisahan muatan yang diperlukan untuk kilat. Pemerhatian terhadap pelepasan elektrik ini menunjukkan bahawa ia boleh mencapai seribu kali lebih kuat daripada yang diperhatikan di Bumi.
Suasana Saturnus:
Suasana luar Saturnus mengandungi 96.3% hidrogen molekul dan 3.25% helium mengikut isipadu. Gergasi gas juga diketahui mengandungi unsur-unsur yang lebih berat, walaupun bahagian ini relatif dengan hidrogen dan helium tidak diketahui. Diasumsikan bahawa mereka akan sesuai dengan kelimpahan primordial dari pembentukan Sistem Suria.
Jumlah jejak amonia, asetilena, etana, propana, fosfin dan metana juga telah dikesan di atmosfer Saturnus. Awan atas terdiri dari kristal amonia, sementara awan tingkat bawah nampaknya terdiri daripada salah satu amonium hidrosulfida (NH4SH) atau air. Sinaran ultraviolet dari Matahari menyebabkan fotolisis metana di atmosfera atas, menyebabkan serangkaian reaksi kimia hidrokarbon dengan produk yang dihasilkan dibawa ke bawah oleh eddy dan penyebaran.
Suasana Saturnus menunjukkan corak berjalur yang mirip dengan Musytari, tetapi tali Saturnus jauh lebih lemah dan lebih luas di dekat khatulistiwa. Seperti lapisan awan Musytari, mereka dibahagikan kepada lapisan atas dan bawah, yang berbeza komposisi berdasarkan kedalaman dan tekanan. Di lapisan awan atas, dengan suhu berkisar 100-160 K dan tekanan antara 0,5-2 bar, awan terdiri dari es amonia.
Awan ais air bermula pada tahap di mana tekanan sekitar 2.5 bar dan turun hingga 9.5 bar, di mana suhu berkisar antara 185-270 K. Campuran dalam lapisan ini adalah sekumpulan ais hidrosulfida amonium, yang terletak di julat tekanan 3–6 bar dengan suhu 290-235 K. Akhirnya, lapisan bawah, di mana tekanan antara 10–20 bar dan suhu 270–330 K, berisi wilayah tetesan air dengan amonia dalam larutan berair.
Kadang-kadang, suasana Saturnus memperlihatkan oval yang berumur panjang, mirip dengan yang biasa diperhatikan di Musytari. Walaupun Musytari mempunyai Titik Merah Besar, Saturnus secara berkala mempunyai apa yang dikenali sebagai Titik Putih Besar (aka. Great White Oval). Fenomena unik tetapi berumur pendek ini berlaku sekali setiap tahun Saturnia, kira-kira setiap 30 tahun Bumi, sekitar waktu solstis musim panas di hemisfera utara.
Bintik-bintik ini selebar beberapa ribu kilometer, dan telah diperhatikan pada tahun 1876, 1903, 1933, 1960, dan 1990. Sejak tahun 2010, sebilangan besar awan putih yang disebut Gangguan Elektrostatik Utara telah dilihat menyelimuti Saturnus, yang dilihat oleh siasatan ruang Cassini. Sekiranya sifat berkala ribut ini dipertahankan, satu lagi akan berlaku pada sekitar tahun 2020.
Angin di Saturnus adalah yang kedua terpantas di antara planet Tata Surya, setelah Neptunus. Data Voyager menunjukkan angin timur di puncak 500 m / s (1800 km / j). Kutub utara dan selatan Saturnus juga menunjukkan bukti cuaca ribut. Di kutub utara, ini berbentuk corak gelombang heksagon, sedangkan selatan menunjukkan bukti aliran jet besar-besaran.
Corak gelombang heksagon berterusan di sekitar kutub utara pertama kali dicatat di Pelayaran gambar. Sisi segi enam masing-masing panjangnya kira-kira 13.800 km (8,600 mi) (yang lebih panjang daripada diameter Bumi) dan struktur berputar dengan jangka masa 10 jam 39m 24s, yang dianggap sama dengan tempoh putaran Bahagian dalam Saturnus.
Sementara itu pusaran selatan kutub pertama kali diperhatikan menggunakan Teleskop Angkasa Hubble. Gambar-gambar ini menunjukkan adanya aliran jet, tetapi bukan gelombang tegak heksagon. Ribut ini diperkirakan menghasilkan angin 550 km / jam, ukurannya sebanding dengan Bumi, dan diyakini telah terjadi selama berbilion tahun. Pada tahun 2006, penyelidikan ruang angkasa Cassini mengamati badai seperti taufan yang mempunyai mata yang jelas. Ribut seperti itu belum pernah dilihat di planet lain selain Bumi - bahkan di Musytari.
Suasana Uranus:
Seperti Bumi, atmosfer Uranus dipecah menjadi lapisan, bergantung pada suhu dan tekanan. Seperti raksasa gas yang lain, planet ini tidak mempunyai permukaan yang tegas, dan para saintis mendefinisikan permukaan sebagai wilayah di mana tekanan atmosfera melebihi satu bar (tekanan yang terdapat di Bumi di permukaan laut). Apa sahaja yang dapat dicapai oleh kemampuan penginderaan jauh - yang menjangkau hingga kira-kira 300 km di bawah tahap 1 bar - juga dianggap suasananya.
Dengan menggunakan titik rujukan ini, suasana Uranus dapat dibahagikan kepada tiga lapisan. Yang pertama adalah troposfer, antara ketinggian -300 km di bawah permukaan dan 50 km di atasnya, di mana tekanan berkisar antara 100 hingga 0.1 bar (10 MPa hingga 10 kPa). Lapisan kedua adalah stratosfera, yang mencapai antara 50 dan 4000 km dan mengalami tekanan antara 0.1 dan 10-10 bar (10 kPa hingga 10 µPa).
Troposfera adalah lapisan paling padat di atmosfer Uranus. Di sini, suhu berkisar antara 320 K (46.85 ° C / 116 ° F) di dasar (-300 km) hingga 53 K (-220 ° C / -364 ° F) pada 50 km, dengan wilayah atas menjadi yang paling dingin dalam sistem suria. Kawasan tropopause bertanggungjawab untuk sebilangan besar pelepasan inframerah terma Uranus, sehingga menentukan suhu efektifnya 59.1 ± 0.3 K.
Di dalam troposfera terdapat lapisan awan - awan air pada tekanan terendah, dengan awan hidrosulfida amonium di atasnya. Awan amonia dan hidrogen sulfida akan datang. Akhirnya, awan metana nipis terletak di bahagian atas.
Di stratosfera, suhu berkisar antara 53 K (-220 ° C / -364 ° F) di tingkat atas hingga antara 800 dan 850 K (527 - 577 ° C / 980 - 1070 ° F) di dasar termosfera, terima kasih kepada pemanasan yang disebabkan oleh sinaran matahari. Stratosfera mengandungi asap etana, yang mungkin menyumbang kepada penampilan planet yang kusam. Asetilena dan metana juga ada, dan jerebu ini membantu menghangatkan stratosfera.
Lapisan terluar, termosfera dan korona, membentang dari 4.000 km hingga setinggi 50.000 km dari permukaan. Wilayah ini mempunyai suhu seragam 800-850 (577 ° C / 1,070 ° F), walaupun para saintis tidak pasti sebabnya. Kerana jarak ke Uranus dari Matahari sangat besar, jumlah cahaya matahari yang diserap tidak dapat menjadi penyebab utama.
Seperti Musytari dan Saturnus, cuaca Uranus mengikuti corak serupa di mana sistem dipecah menjadi tali yang berputar di sekitar planet ini, yang didorong oleh haba dalaman yang naik ke atmosfera atas. Akibatnya, angin di Uranus dapat mencapai hingga 900 km / jam (560 mph), menimbulkan ribut besar seperti yang dilihat oleh Teleskop Angkasa Hubble pada tahun 2012. Mirip dengan Titik Merah Besar Musytari, "Titik Gelap" ini adalah raksasa awan pusaran yang berukuran 1.700 kilometer dengan 3.000 kilometer (1.100 batu dengan 1.900 batu).
Suasana Neptunus:
Pada ketinggian tinggi, atmosfer Neptunus adalah 80% hidrogen dan 19% helium, dengan sejumlah kecil metana. Seperti Uranus, penyerapan cahaya merah oleh metana atmosfera adalah sebahagian dari apa yang memberi Neptune warna biru, walaupun Neptunus lebih gelap dan lebih terang. Kerana kandungan metana atmosfera Neptunus sama dengan kandungan Uranus, beberapa unsur yang tidak diketahui dianggap menyumbang kepada pewarnaan Neptunus yang lebih kuat.
Atmosfer Neptunus dibahagikan kepada dua wilayah utama: troposfera bawah (di mana suhu menurun dengan ketinggian), dan stratosfer (di mana suhu meningkat dengan ketinggian). Batasan antara keduanya, tropopause, terletak pada tekanan 0.1 bar (10 kPa). Stratosfer kemudian memberi laluan ke termosfera pada tekanan yang lebih rendah daripada 10-5 hingga 10-4 mikrob (1 hingga 10 Pa), yang secara beransur-ansur beralih ke eksosfera.
Spektrum Neptunus menunjukkan bahawa stratosfera bawahnya kabur disebabkan oleh pemeluwapan produk yang disebabkan oleh interaksi sinaran ultraviolet dan metana (iaitu fotolisis), yang menghasilkan sebatian seperti etana dan etin. Stratosfera juga merupakan tempat untuk mengesan sejumlah karbon monoksida dan hidrogen sianida, yang bertanggungjawab untuk stratosfer Neptunus menjadi lebih panas daripada Uranus.
Atas sebab-sebab yang tidak jelas, termosfera planet mengalami suhu tinggi yang luar biasa sekitar 750 K (476.85 ° C / 890 ° F). Planet ini terlalu jauh dari Matahari untuk haba ini dihasilkan oleh sinaran ultraviolet, yang bermaksud mekanisme pemanasan lain terlibat - yang boleh menjadi interaksi atmosfera dengan ion di medan magnet planet ini, atau gelombang graviti dari bahagian dalam planet yang hilang di suasana.
Kerana Neptune bukan badan yang padat, suasananya mengalami putaran berbeza. Zon khatulistiwa yang luas berputar dengan jangka masa sekitar 18 jam, yang lebih perlahan daripada putaran 16.1 jam medan magnet planet ini. Sebaliknya, sebaliknya berlaku untuk kawasan kutub di mana tempoh putarannya adalah 12 jam.
Putaran pembezaan ini adalah yang paling ketara dari mana-mana planet di Sistem Suria, dan menghasilkan ricih angin latitudinal yang kuat dan ribut yang ganas. Ketiga-tiga yang paling mengesankan semuanya dilihat pada tahun 1989 oleh penyelidikan ruang angkasa Voyager 2, dan kemudian dinamakan berdasarkan penampilan mereka.
Yang pertama dilihat ialah ribut antikiklon berukuran 13,000 x 6,600 km dan menyerupai Titik Merah Besar Musytari. Dikenali sebagai Great Dark Spot, ribut ini tidak dapat dilihat lima kemudian (2 November 1994) ketika Teleskop Angkasa Hubble mencarinya. Sebaliknya, ribut baru yang sangat mirip dengan penampilannya ditemui di hemisfera utara planet ini, yang menunjukkan bahawa ribut ini mempunyai jangka hayat yang lebih pendek daripada Musytari.
The Scooter adalah ribut lain, kumpulan awan putih yang terletak lebih jauh ke selatan daripada Great Dark Spot - nama panggilan yang pertama kali muncul pada bulan-bulan menjelang Pelancong 2 pertemuan pada tahun 1989. Titik Gelap Kecil, ribut siklon selatan, adalah ribut paling kuat kedua yang diperhatikan semasa pertemuan 1989. Pada mulanya gelap sepenuhnya; tetapi sebagai Pelancong 2 menghampiri planet ini, teras yang terang dikembangkan dan dapat dilihat pada kebanyakan gambar dengan resolusi tertinggi.
Ringkasnya, planet Tata Surya kita semua mempunyai atmosfera macam-macam. Dan dibandingkan dengan atmosfera Bumi yang agak nyaman dan tebal, mereka menjalankan gamut antara sangat tipis hingga sangat padat. Mereka juga berkisar pada suhu dari sangat panas (seperti di Venus) hingga sejuk beku yang melampau.
Dan ketika berkaitan dengan sistem cuaca, segala sesuatunya dapat melampau, dengan planet yang membanggakan sama ada cuaca, atau ribut siklon dan debu yang sengit yang membuat ribut di bumi ngeri. Dan sementara ada yang memusuhi kehidupan seperti yang kita ketahui, yang lain mungkin dapat kita bekerjasama.
Kami mempunyai banyak artikel menarik mengenai suasana planet di Space Magazine. Contohnya, dia Apa Suasana ?, dan artikel mengenai suasana Merkurius, Venus, Mars, Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus,
Untuk maklumat lebih lanjut mengenai atmosfera, lihat halaman NASA di Lapisan Atmosfera Bumi, Kitaran Karbon, dan bagaimana atmosfera Bumi berbeza dari angkasa.
Astronomy Cast mempunyai episod mengenai sumber suasananya.
