Nors oro balionai nuo pat pradžių atrodo disketiški, maži ir keisti - kaip silpni plaukiantys burbuliukai pasiekti daugiau nei 100 000 pėdų (30 000 metrų) aukštį, balionai yra įtempti, tvirti ir kartais tokie dideli kaip namas. Pradedant oro baliono išradimu XVIII a., Skrydžiai su oro balionais leido nešti daiktus aukštai į dangų.
1785 m. Anglų gydytojas Johnas Jeffriesas, kuris dažnai gauna kreditą kaip pirmasis asmuo, kuriam naudojamas oro balionas mokslo tikslais - prie karšto pritvirtino termometrą, barometrą ir higrometrą (santykinę drėgmę matuojančią priemonę) oro balionas. Balionas pasiekė aukštą 9000 pėdų (2700 m) aukštį ir išmatavo atmosferos duomenis. Nuo 2010 m. Šiuolaikinių oro balionų aukštis viršija 100 000 pėdų ir pakilimui vietoj karšto oro naudojamas helis arba vandenilis.
Užpildymas ir kilimas
Norėdami paleisti oro balioną, meteorologai užpildo balioną heliu arba vandeniliu, lengviausiais ir gausiausiais visatos elementais. Tačiau mokslininkai neužpildo oro baliono iki pat talpos: kai balionas pradeda pakilti, baliono gaubtas (arba vokas) atrodo disketiškai, neužtemptas kaip susprogdintas balionas ar karštas oras balionas.
Mokslininkai neužpildo baliono dėl strateginių priežasčių: kai oro balionas kyla į atmosferą, slėgis aplink balioną mažėja. Slėgis mažėja, nes aukštesnėje atmosferoje oras plonėja. Mažėjant slėgiui, balionas užpildomas visu pajėgumu, kad kompensuotų išorinio slėgio praradimą.
Atmosferos aspektai
Pasak Donaldo Yee, daktaro iš San Francisko žiočių instituto, žemės lygyje atmosferos slėgis yra daug stipresnis nei jis yra aukštesnėje plonesnėje atmosferoje. Jei balionas būtų visiškai užpildytas nuo pat pradžių, kai slėgis už baliono ribų kris, balionas bandys išsiplėsti, kad išlygintų slėgį, bet vietoje to jis iššoktų.
Kaip veikia oro balionai
Meteorologai ir mokslininkai naudoja oro balionus, kad atliktų meteorologinius matavimus dideliame aukštyje. Mokslininkai prie helio pripildyto baliono pagrindo pritvirtina instrumentą, vadinamą radiosondu. Radiosondas, matuojantis temperatūrą, drėgmę ir oro slėgį, radijo siųstuvais perduoda meteorologinius matavimus į žemės stotis.
Tomas
Oro balionui pakilus į didelę aukštį, kur oro slėgis mažėja, baliono viduje esantis helio arba vandenilio slėgis padidėja ir išplečia balioną. Tokiu būdu balionas ir radiosondas gali pakilti nuosekliai aukštai į atmosferą. Balionai priartinami aukštyn maždaug 1 000 pėdų per minutę.
Kylantys efektai
Pasak Wendellio Bechtoldo, Sent Luiso Misūryje veikiančios Nacionalinės oro tarnybos meteorologės prognozuotojos, balionas pakyla į maždaug 100 000 pėdų aukštį, iš kurio pakanka pamatyti mėlyną suapvalintą žemės kraštą vietos. Pagal šį aukštį balionas - atsižvelgiant į voko ar baliono medžiagos dydį - yra ištemptas taip pat platus kaip automobilis ar namas.
Kai balionas nebegali išsitiesti į išorę ir todėl kyla toliau, balionas plyšta. Viduje esančios dujos išteka, o radijo imtuvas ir suplėšytas balionas vėl krenta žemyn. Prie instrumento pritvirtintas parašiutas apsaugo nuo pažeidimų; tačiau baliono vėl naudoti negalima.
Atsiėmimas
Prieš pritvirtindami radijo imtuvą prie baliono, meteorologai radijo sode įdeda mažą maišelį. Krepšio viduje yra kortelė, pasakojanti, kas randa nukritusį balioną ir instrumentą, koks jis yra ir koks jo mokslinis tikslas. Tas asmuo turėtų nusiųsti radijo imtuvą atgal į atnaujinimo centrą, kuriame mokslininkai skaito duomenis, atitaiso visus pažeidimus ir pakartotinai panaudoja radijo imtuvą būsimam skrydžiui.
