Dalam atmosfer banyak terjadi gejala-gejala alam, seperti cuaca, iklim, awan, hujan, dan angin. Berikut akan kita bahas tentang gejala-gejala tersebut.
a. Cuaca
Cuaca adalah keadaan udara di suatu tempat yang relatif sempit dan jangka waktu yang relatif singkat. Sering kita lihat di suatu tempat cuacanya berawan bahkan hujan turun sangat lebat, tetapi di tempat lain cuaca sangat cerah.
Keadaan cuaca hanya berlaku pada jangka waktu yang pendek. Contoh pada jam 12.00 siang keadaan di kota Medan cerah, dengan suhu udara 32 °C, angin bertiup lambat. Satu jam kemudian keadaan cuaca sudah dapat berubah, menjadi hujan lebat, bertiup angin kencang, dan suhu udara lebih sejuk (28 °C). Keadaan cuaca hanya berlaku di suatu tempat yang tidak terlalu luas. Contoh pada jam 12.00 siang di pusat kota Yogyakarta udara cerah, tetapi di Bandara Adi Sucipto yang terletak 4 km dari pusat kota Yogyakarta terjadi hujan lebat serta angin kencang.
Cuaca terjadi di lapisan troposfer, yaitu lapisan atmosfer yang paling tipis dan paling rendah. Troposfer hampir seluruhnya terdiri atas uap air yang ada di atmosfer. Unsur-unsur ini diselidiki di Observatorium Meteorologi, di Indonesia berpusat di Jakarta dan di bawah pengawasan Direktorat Meteorologi dan Geofisika Departemen Perhubungan Udara. Stasiun-stasiun pembantunya tersebar di seluruh Indonesia.
b. Iklim
Iklim adalah keadaan rata-rata udara dari suatu daerah yang relatif luas dan dalam jangka waktu yang lama (30 tahun). Ilmu yang mempelajari iklim disebut klimatologi. Jadi, dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara cuaca dan iklim terletak pada luas daerah liputan dan lamanya waktu pengamatan.Unsur-unsur iklim adalah unsur-unsur cuaca yang telah dirata-ratakan dalam waktu yang lama. Oleh karena itu, unsur iklim bersifat lebih stabil, tidak seperti unsur cuaca yang selalu berubah-ubah.
c. Unsur-Unsur Cuaca dan Iklim
Cuaca dan iklim memiliki unsur-unsur yang sama, antara lain, suhu udara, tekanan udara, kelembapan udara, arah dan kecepatan angin, curah hujan, dan awan.
1) Suhu udara (Temperatur)
Temperatur udara adalah tingkat atau derajat panas dari kegiatan molekul dalam atmosfer yang dinyatakan dengan skala Celcius, Fahrenheit, atau skala Reamur.
2) Tekanan Udara
Tekanan udara adalah tekanan yang ditimbulkan oleh beratnya lapisan udara. Tekanan udara di suatu daerah dari waktu ke waktu senantiasa mengalami perubahan. Satuan yang digunakan untuk mengukur tekanan udara dinyatakan dengan milibar (mb). Ahli meteorologi mengukur tekanan udara dengan menggunakan barometer.
3) Kelembapan Udara
Kelembapan udara adalah banyak sedikitnya uap air yang terkandung dalam udara. Alat yang digunakan untuk menghitung kelembapan udara adalah hygrometer
4) Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan maksimum ke tekanan minimum. Sesuai dengan hukum Buys Ballot, “Angin bergerak dari daerah maksimum ke daerah minimum dan di belahan bumi utara berbelok ke kanan, serta di belahan bumi selatan berbelok ke kiri”. Apabila gerakan angin itu terjadi secara vertikal disebut current, sedangkan gerakan angin yang tidak teratur disebut turbulensi. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dinamakan anemometer, satuan yang digunakan adalah knot per jam.
5) Awan
Awan adalah kumpulan tetesan air di udara. Awan terjadi karena adanya pengembunan (kondensasi) uap air di udara yang melampaui titik jenuh.
6) Hujan
Panas matahari menyebabkan air di permukaan bumi menguap. Air di permukaan bumi yang terdapat di laut, danau, rawa, sungai, salju, kolam, tambak, sawah, dan tanah yang basah mengalami penguapan menyebabkan udara menjadi lembap. Apabila penguapan ini terjadi terus-menerus, uap air akan berubah menjadi awan. Pembentukan awan yang terjadi terus-menerus menyebabkan awan menjadi semakin tebal, lalu berubah menjadi butir-butir air dan akhirnya jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan.
