Незважаючи на те, що повітряні кулі з самого початку виглядають гнучкими, маленькими та дивними - як слабкі плаваючі бульбашки - коли вони є досягають висоти понад 100 000 футів (30000 метрів), повітряні кулі тугі, міцні, а іноді такі великі, як будинок. Починаючи з винаходу повітряної кулі в 18 столітті, польоти на аеростатах дозволили переносити предмети високо в небо.
У 1785 році англійський лікар Джон Джеффріс - який часто отримує кредит як перша людина, яка використовувала повітряні кулі наукові цілі - приєднали термометр, барометр та гігрометр (прилад, що вимірює відносну вологість) до гарячого повітряна куля. Аеростат досяг висоти 2700 м (9000 футів) і виміряв атмосферні дані. Станом на 2010 рік сучасні повітряні кулі досягають висоти понад 100 000 футів і використовують гелій або водень замість гарячого повітря для підняття.
Наповнення та зростання
Щоб запустити аеростат погоди, метеорологи наповнюють аеростат гелієм або воднем - найлегшими та найпоширенішими елементами у Всесвіті. Однак вчені заповнюють аеростат не до кінця: коли аеростат починає піднявшись, корпус повітряної кулі (або конверт) виглядає гнучким, не натягнутим, як підірвана повітряна куля або гаряче повітря повітряна куля.
Вчені не заповнюють аеростат до кінця зі стратегічних причин: коли аеростат піднімається в атмосферу, тиск навколо аеростату зменшується. Тиск зменшується, оскільки повітря стає рідшим у вищій атмосфері. У міру зменшення тиску повітряна куля щільно наповнюється на повну потужність, щоб компенсувати втрату зовнішнього тиску.
Атмосферні міркування
За словами Дональда Йі, доктора філософії з Інституту лиману Сан-Франциско, атмосферний тиск на рівні землі набагато сильніший, ніж високий в тоншій атмосфері. Якби аеростат був повністю заповнений з самого початку, оскільки тиск поза балоном падав, аеростат намагався би розширитися, щоб вирівняти тиск, але натомість він би сплив.
Як працюють повітряні кулі
Метеорологи та вчені використовують метеорологи для створення метеорологічних вимірювань на великій висоті. Вчені прикріплюють пристрій, який називається радіозонд, до основи заповненої гелієм аеростата. Радіозонд - який вимірює температуру, вологість і тиск повітря - передає метеорологічні вимірювання на наземні станції через радіопередавачі.
Гучність
Коли повітряна куля піднімається на великі висоти, де тиск повітря зменшується, тиск гелію або водню всередині балона збільшується і розширює балон. Таким чином повітряна куля і радіозонд можуть підніматися з постійним темпом високо в атмосферу. Повітряні кулі збільшуються вгору приблизно на 1000 футів на хвилину.
Підвищення ефектів
За словами Венделла Бехтольда, синоптика-прогнозиста Національної служби погоди в Сент-Луїсі, штат Міссурі, повітряна куля піднімається на висоту близько 100 000 футів, достатню для того, щоб побачити синій закруглений край Землі простору. На таку висоту повітряна куля - залежно від розміру конверта або матеріалу повітряної кулі - розтягується так само широко, як і машина чи будинок.
Коли аеростат більше не може витягнутися назовні і, отже, підніматися далі, аеростат розривається. Газ всередині витікає, і прилад радіозонду і розбитий аеростат падають назад на землю. Парашут, прикріплений до інструменту, запобігає пошкодженню; однак балон не можна використовувати знову.
Отримання
Перед тим, як прикріпити радіозонд до повітряної кулі, метеорологи вставляють всередину радіозонда невеликий мішечок. Усередині сумки є картка, яка повідомляє, хто знайде впавший аеростат та прилад, що це таке та його наукове призначення. Ця особа повинна надіслати радіозонд назад до центру відновлення, де вчені зчитують дані, усувають пошкодження та повторно використовують радіозонд для майбутнього польоту.