Isegi kui ilmapallid näevad algusest peale välja disketid, väikesed ja kummalised - nagu nõrgad ujuvad mullid jõuda üle 100 000 jala (30 000 meetri) kõrgusele, on õhupallid pingul, tugevad ja mõnikord sama suured kui maja. Alustades kuumaõhupalli leiutamisest 18. sajandil, on õhupallilennud võimaldanud esemeid kõrgel taevasse kanda.
1785. aastal sai inglise arst John Jeffries - kes saab sageli krediiti esimese inimesena, kellele kuumaõhupalle kasutatakse teaduslikel eesmärkidel - kuumale kinnitasid termomeetri, baromeetri ja hügromeetri (suhtelist õhuniiskust mõõtev instrument) õhupall. Õhupall jõudis hüppeliselt 9000 jalga (2700 m) kõrgusele ja mõõtis atmosfääri andmeid. Alates 2010. aastast jõuavad tänapäevased ilmaõhupallid üle 100 000 jala kõrgusele ja kasutavad tõusuks kuuma õhu asemel heeliumi või vesinikku.
Täitmine ja tõusmine
Ilmaõhupalli käivitamiseks täidavad meteoroloogid õhupalli kas heeliumi või vesinikuga, mis on universumi kõige kergemad ja rikkalikumad elemendid. Kuid teadlased ei täida õhupalli kogu mahuni: kui õhupall hakkab tõuseb, õhupalli ümbris (või ümbrik) näeb välja disketina, mitte pingul nagu õhkuõhk või kuum õhk õhupall.
Teadlased ei täida õhupalli strateegilistel põhjustel täis: kui õhupall tõuseb atmosfääri, väheneb rõhk õhupalli ümber. Rõhk väheneb, kuna õhk õhust õhukeses õhemaks muutub. Kui rõhk väheneb, täidetakse õhupall tihedalt, täies mahus, et korvata välise rõhu kadu.
Atmosfääri kaalutlused
San Francisco suudmeinstituudi doktor Donald Yee sõnul on maapinnal atmosfäärirõhk palju tugevam kui õhukese õhkkonna kõrgel. Kui õhupall oleks algusest peale täielikult täidetud, kui rõhk õhupallist langeb, üritaks õhupall rõhu võrdsustamiseks laieneda, kuid selle asemel hüppas.
Kuidas ilmastiku õhupallid töötavad
Meteoroloogid ja teadlased teevad ilmastikupallide abil meteoroloogilisi mõõtmisi suurtel kõrgustel. Teadlased kinnitavad heeliumiga täidetud õhupalli alusele instrumendi, mida nimetatakse radiosondiks. Radiosond - mis mõõdab temperatuuri, niiskust ja õhurõhku - edastab meteoroloogilised mõõtmised raadiosaatjate kaudu maapealsetele jaamadele.
Köide
Kui ilmapall tõuseb suurele kõrgusele, kus õhurõhk väheneb, õhupalli sees olev heeliumi või vesiniku rõhk suureneb ja laiendab õhupalli. Nii võivad õhupall ja radiosond tõusta ühtlases tempos kõrge atmosfääri. Õhupallid suumivad ülespoole umbes 1000 jalga minutis.
Tõusvad efektid
Missouri osariigis St. Louisis asuva riikliku ilmateenistuse meteoroloogi ennustaja Wendell Bechtoldi sõnul õhupall tõuseb umbes 100 000 jala kõrgusele, mis on piisav, et näha maa sinist ümarat serva ruumi. Selle kõrguse järgi on õhupall - sõltuvalt ümbriku või õhupalli materjali suurusest - venitatud sama lai kui auto või maja.
Kui õhupall ei saa enam väljapoole sirutada ja seetõttu veelgi tõusta, siis õhupall rebeneb. Sees olev gaas pääseb välja ja raadiosondinstrument ning lõhutud õhupall kukuvad tagasi maa peale. Instrumendi külge kinnitatud langevari hoiab ära kahjustusi; õhupalli ei saa siiski uuesti kasutada.
Väljatoomine
Enne radiosondi kinnitamist õhupalli külge panevad meteoroloogid radiosondi sisse väikese koti. Koti sees on kaart, mis ütleb kõigile, kes leiavad langenud õhupalli ja instrumendi, mis see on ja selle teadusliku eesmärgi. See inimene peaks postitama raadiosondi tagasi konditsioneerimiskeskusse, kus teadlased loevad andmeid, parandavad kõik kahjustused ja taaskasutavad radiosondi tulevaseks lennuks.