मौसम के गुब्बारे उच्च ऊंचाई पर क्यों फैलते हैं?

हालांकि मौसम के गुब्बारे शुरू से ही फ्लॉपी, छोटे और अजीब लगते हैं--जैसे कमजोर तैरते बुलबुले--जब वे १००,००० फीट (३०,००० मीटर) से अधिक की ऊँचाई तक पहुँचने के लिए गुब्बारे तना हुआ, मज़बूत और कभी-कभी एक घर जितना बड़ा होता है। 18वीं शताब्दी में गर्म हवा के गुब्बारे के आविष्कार के साथ शुरू होकर, गुब्बारे की उड़ानों ने वस्तुओं को आकाश में ऊंचा ले जाना संभव बना दिया है।

१७८५ में, अंग्रेजी चिकित्सक जॉन जेफ्रीज़ - जिन्हें अक्सर गर्म हवा के गुब्बारों का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति के रूप में श्रेय प्राप्त होता है वैज्ञानिक उद्देश्यों - एक थर्मामीटर, बैरोमीटर और हाइग्रोमीटर (एक उपकरण जो सापेक्ष आर्द्रता को मापता है) को एक गर्म से जोड़ा जाता है हवा के गुब्बारे। गुब्बारा 9,000 फीट (2,700 मीटर) की ऊंची ऊंचाई तक पहुंच गया और वायुमंडलीय डेटा को मापा। २०१० तक, आधुनिक मौसम के गुब्बारे १००,००० फीट से अधिक की ऊँचाई तक पहुँचते हैं और उठने के लिए गर्म हवा के बजाय हीलियम या हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं।

मौसम के गुब्बारे को लॉन्च करने के लिए, मौसम विज्ञानी गुब्बारे को हीलियम या हाइड्रोजन से भरते हैं, जो ब्रह्मांड में सबसे हल्का और सबसे प्रचुर तत्व है। हालांकि, वैज्ञानिक गुब्बारे को पूरी क्षमता से नहीं भरते हैं: जब गुब्बारा शुरू होता है उठो, गुब्बारे का आवरण (या लिफाफा) फ्लॉपी दिखता है, उड़ा हुआ गुब्बारे या गर्म हवा की तरह नहीं गुब्बारा।

वैज्ञानिक सामरिक कारणों से गुब्बारे को क्षमता से नहीं भरते हैं: जैसे ही गुब्बारा वायुमंडल में ऊपर उठता है, गुब्बारे के चारों ओर दबाव कम हो जाता है। दबाव कम हो जाता है क्योंकि उच्च वातावरण में हवा पतली हो जाती है। जैसे ही दबाव कम होता है, एक गुब्बारा बाहरी दबाव के नुकसान की भरपाई के लिए अपनी पूरी क्षमता से कसकर भरता है।

डोनाल्ड यी के अनुसार, सैन फ्रांसिस्को एस्ट्यूरी इंस्टीट्यूट से पीएचडी, जमीनी स्तर पर वायुमंडलीय दबाव पतले वातावरण में ऊपर की तुलना में बहुत अधिक मजबूत होता है। यदि गुब्बारा शुरू से ही पूरी तरह से भर गया था, जैसे ही गुब्बारे के बाहर का दबाव गिरा, तो गुब्बारा दबाव को बराबर करने के लिए विस्तार करने का प्रयास करेगा, लेकिन इसके बजाय यह फट जाएगा।

मौसम विज्ञानी और वैज्ञानिक उच्च ऊंचाई पर मौसम संबंधी माप करने के लिए मौसम के गुब्बारों का उपयोग करते हैं। वैज्ञानिकों ने हीलियम से भरे गुब्बारे के आधार पर एक रेडियोसॉन्ड नामक एक उपकरण संलग्न किया है। रेडियोसोंडे - जो तापमान, आर्द्रता और वायु दाब को मापता है - रेडियो ट्रांसमीटरों के माध्यम से मौसम संबंधी मापों को ग्राउंड स्टेशनों तक पहुंचाता है।

जैसे ही मौसम का गुब्बारा उच्च ऊंचाई पर चढ़ता है, जहां हवा का दबाव कम हो जाता है, गुब्बारे के अंदर हीलियम या हाइड्रोजन का दबाव बढ़ जाता है और गुब्बारे का विस्तार होता है। इस तरह गुब्बारा और रेडियोसोंडे वातावरण में लगातार उच्च गति से ऊपर उठ सकते हैं। गुब्बारे लगभग 1,000 फीट प्रति मिनट की गति से ऊपर की ओर बढ़ते हैं।

सेंट लुइस मिसौरी में राष्ट्रीय मौसम सेवा के मौसम विज्ञानी फोरकास्टर वेंडेल बेचटोल्ड के अनुसार, गुब्बारा लगभग १००,००० फीट की ऊंचाई पर चढ़ता है, जो पृथ्वी के नीले गोलाकार किनारे को देखने के लिए पर्याप्त है अंतरिक्ष। उस ऊंचाई तक, गुब्बारे-लिफाफे या गुब्बारे की सामग्री के आकार के आधार पर-कार या घर जितना चौड़ा हो जाता है।

जब गुब्बारा बाहर की ओर नहीं खिंच सकता, और इसलिए और ऊपर उठता है, तो गुब्बारा फट जाता है। अंदर की गैस बाहर निकल जाती है और रेडियोसॉन्ड उपकरण और फटा हुआ गुब्बारा वापस पृथ्वी पर गिर जाता है। उपकरण से जुड़ा एक पैराशूट क्षति को रोकता है; हालाँकि, गुब्बारे का फिर से उपयोग नहीं किया जा सकता है।

रेडियोसोंडे को गुब्बारे से जोड़ने से पहले, मौसम विज्ञानी रेडियोसोंडे के अंदर एक छोटा बैग डालते हैं। बैग के अंदर एक कार्ड है जो बताता है कि जो भी गिरे हुए गुब्बारे और उपकरण को ढूंढता है वह क्या है और इसका वैज्ञानिक उद्देश्य क्या है। उस व्यक्ति को रेडियोसॉन्ड को वापस एक रिकंडिशनिंग सेंटर में मेल करना चाहिए जहां वैज्ञानिक डेटा पढ़ते हैं, किसी भी क्षति की मरम्मत करते हैं और भविष्य की उड़ान के लिए रेडियोसॉन्ड का पुन: उपयोग करते हैं।