Čeprav so vremenski baloni že od samega začetka videti disketični, majhni in čudni - kot šibki plavajoči mehurčki -, ko so dosežejo nadmorske višine nad 30.000 metrov, so baloni napeti, močni in včasih veliki kot hiša. Z izumom toplozračnega balona v 18. stoletju so poleti z baloni omogočali prenašanje predmetov visoko v nebo.
Leta 1785 je angleški zdravnik John Jeffries - ki je pogosto prejel kredit kot prva oseba, ki je uporabila balone z vročim zrakom znanstveni namen - na vročo pritrdili termometer, barometer in higrometer (instrument, ki meri relativno vlažnost) zračni balon. Balon je dosegel visoko višino 2.700 m in izmeril atmosferske podatke. Od leta 2010 sodobni vremenski baloni dosežejo višino več kot 100.000 čevljev in namesto vročega zraka za dvig uporabljajo helij ali vodik.
Polnjenje in naraščanje
Za izstrelitev vremenskega balona meteorologi napolnijo balon bodisi s helijem bodisi z vodikom, najlažjimi in najbolj razširjenimi elementi v vesolju. Znanstveniki pa balona ne napolnijo povsem do konca: ko balon začne ko se dvigne, je ohišje balona (ali ovojnica) videti disketno, ne napeto kot pihani balon ali vroč zrak balon.
Znanstveniki balona ne napolnijo iz strateških razlogov: ko se balon dvigne v ozračje, se tlak okoli balona zmanjša. Tlak se zmanjša, ker se zrak v višji atmosferi redči. Ko se tlak zmanjšuje, se balon tesno napolni do polne zmogljivosti, da nadoknadi izgubo zunanjega tlaka.
Atmosferski premisleki
Po besedah dr. Donalda Yeeja z estuarijskega inštituta San Francisco je atmosferski tlak v tleh veliko močnejši kot v tanjšem ozračju. Če bi bil balon od začetka popolnoma napolnjen, ko bi tlak zunaj balona padel, bi se balon poskušal razširiti, da bi izenačil tlak, vendar bi namesto tega popnil.
Kako delujejo vremenski baloni
Meteorologi in znanstveniki z vremenskimi baloni izvajajo meteorološke meritve na visoki nadmorski višini. Znanstveniki na dno balona, napolnjenega s helijem, pritrdijo instrument, imenovan radiosonda. Radiosonda - ki meri temperaturo, vlago in zračni tlak - prek radijskih oddajnikov pošilja meteorološke meritve na zemeljske postaje.
Glasnost
Ko se vremenski balon dvigne v velike nadmorske višine, kjer zračni tlak upada, se tlak helija ali vodika v balonu povečuje in širi. Tako se lahko balon in radiosonda z enakomerno hitrostjo dvigneta visoko v ozračje. Baloni se povečajo s približno 1.000 čevljev na minuto.
Naraščajoči učinki
Po besedah Wendella Bechtolda, napovedovalca meteorologa za nacionalno vremensko službo v St. Louis Missouriju, balon se dvigne na nadmorsko višino približno 100.000 čevljev, kar je dovolj, da od njega vidimo zemeljski modri zaobljeni rob vesolje. S to višino se balon - odvisno od velikosti ovojnice ali materiala - raztegne tako široko kot avto ali hiša.
Ko se balon ne more več raztegniti navzven in se zato še dvigne, balon poči. Plin v notranjosti pobegne in radiosondni instrument in uničen balon padeta nazaj na zemljo. Padalo, pritrjeno na instrument, preprečuje poškodbe; vendar balona ni mogoče ponovno uporabiti.
Pridobitev
Preden radiozondo pritrdimo na balon, meteorologi v njej vstavijo majhno vrečko. V notranjosti vrečke je kartica, ki pove, kdo najde padli balon in instrument, za kaj gre in njegov znanstveni namen. Ta oseba bi morala poslati radiosondo nazaj v obnovitveni center, kjer znanstveniki preberejo podatke, popravijo morebitno škodo in radiosondo ponovno uporabijo za prihodnji let.