Chiar dacă baloanele meteorologice arată de la început floppy, mici și ciudate - ca niște bule plutitoare slabe - atunci când acestea ajung la altitudini de peste 30.000 de metri, baloanele sunt încordate, puternice și uneori la fel de mari ca o casă. Începând cu invenția balonului cu aer cald în secolul al XVIII-lea, zborurile cu balonul au făcut posibilă transportarea obiectelor spre cer.
În 1785, medicul englez John Jeffries - care primește adesea credit ca prima persoană pentru care folosește baloane cu aer cald scopuri științifice - atașat un termometru, barometru și higrometru (un instrument care măsoară umiditatea relativă) la un fierbinte balon cu aer. Balonul a atins o înălțime crescândă de 2700 m și a măsurat datele atmosferice. Începând cu 2010, baloanele meteo moderne ating înălțimi de peste 100.000 de picioare și folosesc heliu sau hidrogen în loc de aer cald pentru a se ridica.
Umplere și creștere
Pentru a lansa un balon meteo, meteorologii umple balonul fie cu heliu, fie cu hidrogen, cele mai ușoare și mai abundente elemente din univers. Cu toate acestea, oamenii de știință nu umple balonul până la capacitate: atunci când balonul începe se ridică, carcasa balonului (sau plicului) arată dischetă, nu încordată ca un balon suflat sau aer cald balon.
Oamenii de știință nu umple balonul la capacitate din motive strategice: pe măsură ce un balon se ridică în atmosferă, presiunea din jurul balonului scade. Presiunea scade deoarece aerul devine mai subțire în atmosferă mai înaltă. Pe măsură ce presiunea scade, un balon se umple strâns, la capacitatea sa maximă, pentru a compensa pierderea presiunii exterioare.
Considerații atmosferice
Potrivit lui Donald Yee, dr. D de la San Francisco Estuary Institute, la nivelul solului presiunea atmosferică este mult mai puternică decât este ridicată în atmosfera mai subțire. Dacă balonul ar fi complet umplut de la început, pe măsură ce presiunea din afara balonului a scăzut, balonul ar încerca să se extindă pentru a egaliza presiunea, dar în schimb ar apărea.
Cum funcționează baloanele meteo
Meteorologii și oamenii de știință folosesc baloane meteorologice pentru a face măsurători meteorologice la altitudini mari. Oamenii de știință atașează un instrument numit radiosondă la baza balonului umplut cu heliu. Radiosonda - care măsoară temperatura, umiditatea și presiunea aerului - transmite măsurători meteorologice către stațiile terestre prin intermediul transmițătorilor radio.
Volum
Pe măsură ce un balon meteo se ridică la altitudini mari, unde presiunea aerului scade, presiunea cu heliu sau hidrogen din interiorul balonului crește și extinde balonul. În acest fel, balonul și radiosonda pot crește într-un ritm constant în atmosferă. Baloanele măresc în sus, la aproximativ 1.000 de picioare pe minut.
Efecte în creștere
Potrivit lui Wendell Bechtold, meteorolog prognostic pentru Serviciul Național Meteorologic din St. Louis, Missouri, balonul urcă la o altitudine de aproximativ 100.000 de picioare, suficient pentru a vedea marginea rotunjită albastră a pământului spaţiu. Prin această înălțime, balonul - în funcție de dimensiunea plicului sau a materialului balonului - este întins la fel de larg ca o mașină sau o casă.
Când balonul nu se mai poate întinde spre exterior și, prin urmare, se ridică mai departe, balonul se rupe. Gazul din interior scapă și instrumentul radiosondă și balonul rupt cad din nou pe pământ. O parașută atașată instrumentului previne deteriorarea; cu toate acestea, balonul nu poate fi folosit din nou.
Recuperare
Înainte de a atașa radiosonda la un balon, meteorologii introduc o pungă mică în radiosondă. În interiorul pungii este un card care spune oricui găsește balonul căzut și instrumentul ce este și scopul său științific. Persoana respectivă ar trebui să trimită radiosonda înapoi la un centru de recondiționare unde oamenii de știință citesc datele, repară eventualele daune și reutilizează radiosonda pentru un zbor viitor.