Topik 1.docx

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

TAJUK 1

1.1

BUMI: Bumi sebagai satu Planet, Atmosfera, Awan dan Tekanan Udara

Sinopsis 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. 1.3 ABT ewutm kamS aniob nsg afS neu rP Uan d a r a

Mengaitkan jenis awan dengan cuaca. Kerangka Tajuk-tajuk u e

i

a a

i a

e

l

t a

t

1

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

1.3.1 Bumi sebagai Satu Planet Aktiviti 1 : Baca petikan di bawah dan jawab soalan berikut. i. Bilakah bumi terbentuk? ii. Bagaimanakah bumi terbentuk? iii. Apakah planet? iv. Mengapa bumi dikatakan sebagai sebuah planet? v. Nyatakan tiga ciri-ciri bumi sebagai sebuah planet.

Asal Usul Bumi Bumi dengan planet-planet yang lain serta matahari terbentuk pada masa yang lebih kurang sama daripada awan-awan habuk dan gas (nebula) yang panas. Lebih kurang 5 ribu tahun dahulu, kerana tarikan graviti, nebula mula mengecut dan mula berputar dan meleper. Seterusnya berlaku 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 atau udara yang membentuk atmosfera yang awal. Rajah 1.1: Petikan Asal Usul Bumi

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 merentasinya • jisim awan ini ialah 2 -10 kali ganda jisim Sistem solar semasa kini • pada asalnya sangat nipis 2

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

• bergumpal oleh graviti dan tarikan magnetik • Pelanggaran matahari yang dipanaskan sehingga berlaku pelakuran semerta • Angin solar permulaan menerbangkan unsur-unsur ringan Bumi iaitu atmosfera Bumi yang primitif -apa yang tinggal hanyalah 1/1200 daripada jisim asal.

Rajah 1.2 : Planet Biru, gambar planet bumi dari angkasa

 Atmosfera bumi melindungi kita daripada radiasi yang merbahaya.  Bumi ialah planet ketiga daripada Matahari dengan jaraknya 150 juta kilometer.  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.  Meteor yang memasuki atmosfera bumi terbakar sebelum ia dapat melanggar permukaannya.

3

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

Fakta-fakta penting dan menarik mengenai planet bumi. Statistik Bumi Jisim

5.976 x1024 kg

Jejari di Khatulistiwa

6,378.14 km

Min ketumpatan

5.515 gm/cm3

Min jarak dari matahari

149,600,000 km

Tempoh putaran

0.99727 hari

Tempoh putaran

23.9345 jam

Tempoh mengorbit matahari

365.256 hari

Min kelajuan orbit

29.79 km/saat

Eksentrik Orbit

0.0167

Kecondongan paksi

23.45 darjah

Kecondongan Orbit

0.000 darjah

Halaju Melepasi Graviti di Khatulistiwa

11.18 km/sec

Tarikan graviti permukaan di Khatulistiwa

9.78 m/sec2

Min suhu permukaan

15°C

Tekanan atmosfera

1.013 bars

Kandungan atmosfera Nitrogen Oksigen Gas lain

77% 21% 2%

Aktiviti 2 Apakah atmosfera? Apakah kesan atmosfera kepada bumi?

4

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

1.3.2

Atmosfera Bumi

Rajah 1.3: 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 Oksigen Argon Karbon dioksida Lain-lain gas 1.3.2.2

78.0842% 20.9463% 0.9342% 0.0384% 0.0020%

Lapisan Atmosfera Bumi

Rajah 1.4: Lapisan Atmosfera Bumi

5

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

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.

6

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

Rajah 1.5: 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.

1.3.3    

Awan 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) 7

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS



Tanpa nukleus kondensasi, atmosfera menjadi sangat lembab.

Rajah 1.6: Pembentukan awan  

1.3.3.2    

1.3.3.3  

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. 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. 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

8

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

Awan rendah (Kumpulan C)       

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

Awan Menegak (Kumpulan D)        1.3.3.4

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

Rajah 1.7: Alat pembenihan awan Aktiviti 3 i.

Namakan jenis-jenis awan yang anda biasa lihat di

ii.

kawasan anda?9 Bagaimanakah awan terbentuk?

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

1.3.4

Tekanan Udara Perhatikan gambarajah 1.8 di sebelah. Pertimbangkan bahawa bebola-bebola adalah zarahzarah udara . Apakah yang dapat anda katakan tentang zarah-zarah udara tersebut?

Rajah 1.8 : Gambaran taburan molekul udara mengikut di atmosfera • •

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 ?

10

SCE3103 BUMI DAN ANGKASA LEPAS

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.

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

11