Lapisan Ionosfer dan Fungsinya

- August 27, 2017
Ionosfer terletak pada ketinggian antara 80 - 450 km di atas permukaan bumi. Jadi ionosfer masih berada dalam lingkungan atmosfer. Bagian utama ionosfer terdapat di dalam lapisan termosfer. Bagian bawah ionosfer terletak di bawah mesopause.

Sinar matahari mengandung berbagai macam gelombang mulai dari ultraviolet, infrared, sinar gamma hingga sinar x. Sinar gamma, sinar X dan ultraviolet diserap oleh molekul-molekul dan atom-atom nitrogen serta oksigen. Pada saat penyerapan itu, nitrogen dan oksigen kehilangan elektron sehingga menjadi molekul dan atom bermuatan listrik positif yang dinamakan ion. Proses in dinamakan ionisasi atau pengionan. Pada proses ionisasi terjadi ion positif dan elektron yang bermuatan listrik negatif.

Sebenarnya proses ionisasi sudah dimulai pada ketinggian 1.000 hingga 50 km. Makin dekat ke permukaan bumi, kekuatan radiasi penyebab ionisasi makin mengecil. Maka dari itu di bawah 50 km tidak ada ionisasi karena radiasi penyebabnya sudah habis. Diatas 1.000 km dari permukaan bumi, ionisasi boleh dikatakan tidak ada karena sangat kecilnya massa jenis udara.

Elektron-elektron yang dilepaskan dalam proses ionisasi mungkin bertumbukkan dengan ion-ion lain. Maka dari itu menghasilkan molekul-molekul atau atom-atom netral. Proses ini disebut rekombinasi.

Jadi, proses ionisasi ini menghasilkan elektorn-elektorn bebas, namun proses rekombinasi menguranginya. Beberapa saat kemudian akan terjadi keseimbangan antara ionisasi dan rekombinasi. Dalam keseimbangan ini konsentrasi atau jumlah elektron-elektorn tiap cm3 akan tetap sama.

Berdasarkan konsentrasi elektron yang berbeda-bdan ini, maka ionosfer dapat dibagi ke dalam berbagai lapisan yaitu D, E, F1 dan F2. Lapisan-lapisan ini tidak punya batas yang tegas. Perubahan konsentrasi elektron antara lapisan-lapisan itu tidak melonjak namun kontinyu.
Lapisan Ionosfer dan Fungsinya
Lapisan ionosfer
Variasi Ionosfer
Pembentukan ionosfer disebabkan oleh radiasi matahari sehingga besarnya ionisasi bergantung pada intensitas radiasi matahari. Pada saat fajar mulai terbit, proses ionisasi dimulai. Makin tinggi matahari maka makin besar intensitas sinarnya sehingga ionisasi semakin besar. Setelah tengah hari, intensitas matahari mulai berkurang maka jumlah ionisasi berkurang pula.

Berubahnya ionisasi dari pagi hingga sore diikuti dengan keseimbangan baru antara ionisasi dan rekombinasi. Jadi besarnya konsentrasi elektron dan ion di dalam ionosfer mengikuti kedudukan matahari.

Pada bagian bawah ionosfer, yaitu lapisan D, E dan F1, konsentrasi elektron tertinggi terjadi pada sekitar tengah hari. Dalam bagian ini ionisasi tidak terjadi pada malam hari. Ionisasi dibagian ini dalam musim panas lebih besar dibanding saat musim dingin.

Pada bagian atas ionosfer, yaitu lapisan E konsentrasi elektron tertinggi terjadi pada tengah hari juga. Hanya saja variasinya tidak teratur. Kosentrasi elektron terdapat juga pada malam hari. Konsentrasi elektron tertinggi terjadi dalam musim dingin. Gejala tersebut dapat terjadi karena lambatnya proses rekombinasi dalam lapisan tersebut.

Kaitan Ionosfer dengan Radio
Ionosfer memiliki peranan penting dalam hubungan radio. Ionosfer punya sifat dapat memantulkan gelombang radio. Setelah mengalami pemantulan berkali-kali di ionosfer dan pada permukaan bumi maka gelombang radio dapat mencapai lokasi yang jauh. Itu sebabnya kita dapat mendengarkan siaran radio. dari pemancar yang letaknya jauh dari kita. 

Gelombang-gelombang radio yang dapat dipancarkan oleh pemancar radio dikelompokkan dalam 3 jenis:
1. Gelombang panjang, panjangnya 30.000 - 1.000 m
2. Gelombang menengah, panjangnya 1.000 - 200 m 
3. Gelombang pendek, panjangnya 200 - 10 m

Gelombang panjang pada siang hari dipantulkan antara lapisan D dan permukaan bumi. Malam hari lapisan D hilang. Pantulan yang terjadi antara lapisan E dan permukaan bumi namun lemah, tidak teratur dan hanya bersifat lokal.

Gelombang menengah dipantulkan pada lapisan-lapisan D atau E. Gelombang pendek antara 200 - 50 m dapat dipantulkan oleh lapisan F1. Sementara gelombang pendek antara 50  dan 10 m dipantulkan pada gelombang F2.

Bila gelombang pendek yang lebih kecil dari 50 m jatuh tegak lurus pada lapisan ionosfer, tidak dipantulkan namun diteruskan. Hanya yang jatuh miring pada ionosfer, dipantulkan. Gelombang-gelombang ini akan sampai ke permukaan bumi pada jarak yang jauh dar pemancarnya.

Pemancar memancarkan juga gelombang yang sejajar dengan permukaan bumi yang disebut gelombang tanah. Tipe gelombang ini cepat diserap, sehingg tidak dapat mencapai tempat yang jauh. Jadi di sekitar pemancar terdapat daerah yang dapat menangkap gelombang langsung atau gelombang tanah, namun pada ada daerah yang lokasinya jauh dari pemancar tidak dapat dicapai oleh gelombang radio tersebut. Daerah ini dinamakan daerah sunyi.

Untuk hubungan jarak jauh digunakan panjang gelombang yang panjangnya sekitar 20 m. Gelombang-gelombang radio dipancarkan sebagai berkas yang sempit dalam arah mendatar. Antena rumah dibuat secara khusus untuk dapat memancarkannya. Gelombang-gelombang itu setelah dipantulkan berulang kali antara F2 dan permukaan bumi dapat mencapai bagian lain dari bola bumi. Baca juga: Pola pemukiman desa

Panjang gelombang televisi jauh lebih kecil lagi. Gelombang ini menembus seluruh ionosfer pada semua arah. Gelombang televisi tidak dipantulkan oleh ionosfer oleh sebab itu hanya dapat ditangkap dalam daerah yang terbatas di sekitar pemancar.

Gangguan Ionosfer
Gangguan-gangguan pada matahari dapat menyebabkan ionosfer terganggu pula. Ada dua tipe gangguan yaitu gangguan dadakan dan badai ionosfer. Gangguan ionosfer dadakan terjadi tiba-tiba antara 15-30 menit durasinya. Gangguan ini meliputi seluruh lapisan muka bumi yang pada saat itu disinari matahari. Gangguan lain yaitu badai ionosfer, terjadi pada siang dan malam hari dan durasinya lebih lama bisa berjam-jam atau ebrhari-hari. Kedua tipe gangguan ionosfer itu mengganggu penerimaan sinyal radio. 
Gambar: disini
Comments
0 Comments

Berkomentar yang baik ya!

 

Start typing and press Enter to search