Pat ja laika apstākļu baloni jau no paša sākuma izskatās disketi, mazi un dīvaini - kā vāji peldoši burbuļi sasniegt virs 100 000 pēdu (30 000 metru) augstumu, baloni ir saspringti, spēcīgi un dažreiz tikpat lieli kā māja. Sākot ar gaisa balona izgudrošanu 18. gadsimtā, lidojumi ar gaisa baloniem ir ļāvuši objektus nest augstu debesīs.
1785. gadā angļu ārsts Džons Džefrijs - kurš bieži saņem kredītu kā pirmais, kurš izmanto gaisa balonus zinātniskiem mērķiem - karstajam piestiprināja termometru, barometru un higrometru (instrumentu, kas mēra relatīvo mitrumu) gaisa balons. Balons sasniedza planēšanas augstumu 9000 pēdas (2700 m) un izmērīja atmosfēras datus. Sākot ar 2010. gadu, mūsdienu laika gaisa baloni sasniedz augstumu, kas pārsniedz 100 000 pēdu, un pacelšanai karstā gaisa vietā izmanto hēliju vai ūdeņradi.
Piepildīšana un celšanās
Lai palaistu laika apstākļu balonu, meteorologi piepilda balonu vai nu ar hēliju, vai ar ūdeņradi, kas ir visvieglākie un bagātākie elementi Visumā. Tomēr zinātnieki balonu nepiepilda līdz pat jaudai: kad balons sāk pacelties, gaisa balona korpuss (vai aploksne) izskatās diskets, nevis saspringts kā uzspridzināts balons vai karsts gaiss balons.
Zinātnieki nepilda gaisa balonu stratēģisku iemeslu dēļ: kad balons paceļas atmosfērā, spiediens ap balonu samazinās. Spiediens samazinās, jo gaiss atmosfērā kļūst plānāks. Samazinoties spiedienam, balons piepildās ar pilnu jaudu, lai kompensētu ārējā spiediena zudumu.
Atmosfēras apsvērumi
Pēc Donalda Jī, doktora grāda no Sanfrancisko estuāra institūta, zemes līmenī atmosfēras spiediens ir daudz spēcīgāks nekā tas atrodas augstu tievākajā atmosfērā. Ja gaisa balons būtu pilnībā piepildīts no paša sākuma, kad spiediens ārpus balona pazemināsies, balons mēģinātu izplesties, lai izlīdzinātu spiedienu, bet tā vietā tas izlec.
Kā darbojas laika baloni
Meteorologi un zinātnieki izmanto laika balonus, lai veiktu meteoroloģiskus mērījumus lielā augstumā. Zinātnieki pie hēlija piepildīta balona pamatnes piestiprina instrumentu, ko sauc par radiosondu. Radiosonde - kas mēra temperatūru, mitrumu un gaisa spiedienu - caur radio raidītājiem meteoroloģiskos mērījumus pārraida uz zemes stacijām.
Skaļums
Laika apstākļu gaisa balonam paceļoties lielā augstumā, kur gaisa spiediens samazinās, hēlija vai ūdeņraža spiediens gaisa balona iekšienē palielinās un paplašina balonu. Tādā veidā balons un radiosonde var vienmērīgā tempā pacelties augstu atmosfērā. Baloni tuvinās uz augšu ar ātrumu aptuveni 1000 pēdas minūtē.
Rising Effects
Saskaņā ar Wendell Bechtold, meteorologu prognozētāju Nacionālajam meteoroloģiskajam dienestam Sentluisā Misūri štatā, gaisa balons paceļas apmēram 100 000 pēdu augstumā, kas ir pietiekams, lai redzētu zemes zilo noapaļoto malu no telpa. Ar šo augstumu balons - atkarībā no aploksnes vai gaisa balona materiāla - ir izstiepts tikpat plats kā automašīna vai māja.
Kad balons vairs nevar izstiepties uz āru un līdz ar to pacelties tālāk, balons plīst. Iekšpusē esošā gāze izplūst, un radiosondes instruments un noplīsis balons atkal nokrīt uz zemes. Instrumentam piestiprināts izpletnis novērš bojājumus; tomēr balonu vairs nevar izmantot.
Izgūšana
Pirms radiosondes piestiprināšanas balonam meteorologi ievieto nelielu maisu radiosondes iekšpusē. Maisiņa iekšpusē ir kartīte, kas ikvienam, kurš atrod kritušo balonu un instrumentu, norāda, kas tas ir un kāds ir tā zinātniskais mērķis. Šai personai radiosonde jānosūta atpakaļ uz atjaunošanas centru, kur zinātnieki nolasa datus, novērš visus bojājumus un atkārtoti izmanto radiosondu nākotnes lidojumam.