Atmosfer tersusun atas tiga kelompok bahan. Pertama partikel udara kering, kedua bahan air (air, uap dan es dalam bentuk awan), dan ketiga aerosols atau bahan padatan contohnya debu. Bahan-bahan tersebut memiliki massa berbeda dan tersebar di berbagai ketinggian membentuk susunan mirip pengendapan bahan di atmosfer. Bahan dengan massa ringan berada di atas bahan yang lebih berat. Akibatnya, semakin berkurang ketinggian di atmosfer menyebabkan peningkatan partikel udara.
Udara Kering
Udara kering merupakan gas murni tanpa campuran bahan lain dan mencakup sekitar 96% volume atmosfer. Udara kering yang murni, sifatnya tembus pandang dan tidak berbau, terdiri atas nitrogen (78% volume), oksigen (21% volume), argon (0.93% volume), karbondioksida (0.033% volume), dan sisanya (0.037% volume) terdiri atas berbagai gas yang jumlahnya sangat sedikit atau gas penyerta (Gambar 1.1). Sebagian gas penyerta bersifat permanen yakni tidak mudah mengurai sedangkan sebagian kecil lainnya berupa gas tidak permanen yakni mudah bereaksi dengan gas lain, membentuk atau mengurai menjadi gas lain.
Uap Air
Kandungan uap air di atmosfer mudah berubah menurut arah horizontal dan vertikal maupun menurut waktu diurnal maupun musim. Di daerah subtropika atau daerah temperate kadar uap air bervariasi dari 0 pada saat angin kering di padang pasir bertiup, hingga 3% volume atmosfer pada saat angin laut bertiup di musim panas. Kandungan uap air tertinggi di dunia terdapat di atmosfer wilayah tropika basah yaitu sekitar 4% volume atmosfer atau setara dengan 3% dari massa atmosfer.
Di atmosfer, uap air terdapat pada lapisan troposfer yang merupakan lapisan terbawah. Lapisan ini mencakup ketinggian antara 8 km di kutub dan 16 km di ekuator atau rata-rata 12 km. Jumlah uap air selalu berubah oleh karena proses penguapan dan kondensasi terjadi secara terus menerus.
Sumber uap air utama adalah lautan yang meliputi sekitar 71% luas permukaan bumi. Hasil kondensasi berupa awan merupakan sumber berbagai peristiwa perubahan cuaca seperti peristiwa hujan, hujan es, badai, petir, kilat, salju dan berbagai macam akibatnya.
Aerosols
Partikel padatan halus berbagai bahan permukaan bumi sebagian terangkat naik ke atmosfer atas membentuk aerosols. Bahan-bahan tersebut diantaranya adalah garam laut, debu, abu, asap, serta berbagai mikroorganisme seperti virus, bakteri dan spora. Komposisi normal atau rata- rata aerosols di atmosfer tersusun sebagai berikut:
|
|
|
| Debu |
: |
20% (terutama di daerah kering) |
| Kristal garam |
: |
40% (percikan ombak lautan) |
| Abu |
: |
10% (dari gunung berapi dan pembakaran) |
| Asap |
: |
5% (dari cerobong pabrik pembakaran) |
| Lainnya |
: |
25% (mikroorganisme) |
Ketinggian jelajah dan periode keberadaan aerosols di atmosfer bergantung pada massa, pemanasan dan pendinginan permukaan bumi serta angin. Sebagai contoh debu yang dihasilkan oleh letusan Gunung Krakatau pada Tahun 1883 sebagian terlempar hingga Stratosfer dan masih tetap berada di sana hingga saat ini.
