¿Por qué los globos meteorológicos se expanden a grandes alturas?

A pesar de que los globos meteorológicos parecen blandos, pequeños y extraños desde el principio, como burbujas flotantes débiles, cuando Alcanzar altitudes de más de 100.000 pies (30.000 metros) los globos están tensos, fuertes y, a veces, tan grandes como una casa. A partir de la invención del globo aerostático en el siglo XVIII, los vuelos en globo han hecho posible llevar objetos a lo alto del cielo.

En 1785, el médico inglés John Jeffries, quien a menudo recibe crédito como la primera persona en usar globos aerostáticos para fines científicos: se adjunta un termómetro, barómetro e higrómetro (un instrumento que mide la humedad relativa) a un globo. El globo alcanzó una altura de 9.000 pies (2.700 m) y midió datos atmosféricos. A partir de 2010, los globos meteorológicos modernos alcanzan alturas de más de 100.000 pies y utilizan helio o hidrógeno en lugar de aire caliente para elevarse.

Para lanzar un globo meteorológico, los meteorólogos llenan el globo con helio o hidrógeno, los elementos más ligeros y abundantes del universo. Sin embargo, los científicos no llenan el globo completamente hasta su capacidad: cuando el globo comienza a se eleva, la carcasa del globo (o sobre) parece flácida, no tensa como un globo inflado o aire caliente globo.

Los científicos no llenan el globo al máximo por razones estratégicas: cuando un globo se eleva a la atmósfera, la presión alrededor del globo disminuye. La presión disminuye porque el aire se vuelve más delgado en una atmósfera más alta. A medida que la presión disminuye, un globo se llena hasta su máxima capacidad para compensar la pérdida de presión exterior.

Según Donald Yee, Ph. D del Instituto del Estuario de San Francisco, a nivel del suelo la presión atmosférica es mucho más fuerte que en la atmósfera más fina. Si el globo estuviera completamente lleno desde el principio, a medida que la presión fuera del globo cayera, el globo intentaría expandirse para igualar la presión, pero en su lugar explotaría.

Los meteorólogos y científicos utilizan globos meteorológicos para realizar mediciones meteorológicas en altitudes elevadas. Los científicos colocan un instrumento llamado radiosonda a la base del globo lleno de helio. La radiosonda, que mide la temperatura, la humedad y la presión del aire, transmite las mediciones meteorológicas a las estaciones terrestres a través de transmisores de radio.

A medida que un globo meteorológico se eleva a grandes altitudes, donde la presión del aire disminuye, la presión de helio o hidrógeno dentro del globo aumenta y expande el globo. De esta manera, el globo y la radiosonda pueden elevarse a un ritmo constante hacia la atmósfera. Los globos se disparan hacia arriba a unos 300 metros por minuto.

Según Wendell Bechtold, meteorólogo pronosticador del Servicio Meteorológico Nacional en St. Louis Missouri, el globo asciende a una altitud de alrededor de 100,000 pies, lo suficiente para ver el borde redondeado azul de la tierra desde espacio. Por esa altura, el globo, dependiendo del tamaño del sobre o del material del globo, se estira tanto como un automóvil o una casa.

Cuando el globo ya no puede estirarse hacia afuera y, por lo tanto, elevarse más, el globo se rompe. El gas del interior se escapa y el instrumento de radiosonda y el globo roto caen nuevamente a la tierra. Un paracaídas unido al instrumento evita daños; sin embargo, el globo no se puede volver a utilizar.

Antes de conectar la radiosonda a un globo, los meteorólogos insertan una pequeña bolsa dentro de la radiosonda. Dentro de la bolsa hay una tarjeta que le dice a quien encuentre el globo y el instrumento caído qué es y su propósito científico. Esa persona debe enviar la radiosonda por correo a un centro de reacondicionamiento donde los científicos leen los datos, reparan los daños y reutilizan la radiosonda para un vuelo futuro.