Hvorfor springer vejrballoner ud i høje højder

Selvom vejrbobler ser ud til at være floppy, små og mærkelige fra starten - som svage flydende bobler - når de når højder på over 100.000 fod (30.000 meter), er ballonerne stramme , stærk og nogle gange lige så stor som et hus. Fra og med opfindelsen af ​​varmluftsballonen i det 18. århundrede har ballonflyvninger gjort det muligt at bære genstande højt ind i himlen.

Den engelske læge John Jeffries, der i 1785 modtager kredit som Første person til at bruge luftballoner til videnskabelige formål - vedhæftet et termometer, barometer og hygrometer (et instrument, der måler relativ luftfugtighed) til en luftballon. Ballonen nåede en stigende højde på 9000 ft (2.700 m) og målte atmosfæriske data. I 2010 når moderne vejrbobler højder på over 100.000 fod og bruger helium eller hydrogen i stedet for at varm luft stiger.

Påfyldning og stigning

For at starte en vejrballon fylder meteorologerne ballonen med enten helium eller hydrogen, de letteste og mest rigelige elementer i universet. Forskerne fylder dog ikke ballonen hele vejen til kapaciteten: Når ballonen begynder at stige, ser ballonhuset (eller konvolutten) floppy ud, ikke stram som en blæstballon eller luftballon. > Forskere fylder ikke ballonen til kapacitet af strategiske grunde: Når en ballon stiger ind i atmosfæren, falder trykket omkring ballonen. Trykket falder, fordi luften bliver tyndere i højere atmosfære. Efterhånden som trykket falder, fylder en ballon tæt til sin fulde kapacitet for at kompensere for tabet af udvendigt tryk.

Atmosfæriske overvejelser

Ifølge Donald Yee, Ph.D fra San Francisco Estuary Institute, på atmosfærisk tryk på jorden er meget stærkere end det er højt op i den tyndere atmosfære. Hvis ballonen var helt fyldt fra starten, da trykket uden for ballonen faldt, ville ballonen forsøge at ekspandere for at udligne trykket, men i stedet ville det pope.

Hvordan vejrballoner arbejder

Meteorologer og forskere bruger vejrballoner til at lave meteorologiske målinger i højhøjder. Forskere vedhæfter et instrument kaldet en radiosonde til bunden af ​​den heliumfyldte ballon. Radioensonden - som måler temperatur, luftfugtighed og lufttryk - sender meteorologiske målinger til jordstationer via radiosender.

Volumen

Når vejrballonen stiger i store højder, hvor lufttrykket falder, helium eller hydrogentryk inde i ballonen øges og udvider ballonen. På denne måde kan ballonen og radiosonden stige i et konstant tempo højt ind i atmosfæren. Balloner zoomer opad på omkring 1000 fod per minut.

Stigende effekter

Ifølge Wendell Bechtold, meteorolog forecaster for National Weather Service i St. Louis Missouri, stiger ballonen til en højde omkring 100.000 fod nok til at se jordens blå afrundede kant fra rummet. Ved denne højde er ballonen afhængig af størrelsen af ​​kuvertet eller ballonmaterialet strækket så bredt som en bil eller et hus.

Når ballonen ikke længere kan strække sig udad og derfor stiger yderligere, er ballonen bristninger. Gassen indeni undslipper og radiosonde instrumentet og busted ballon falder tilbage ned til jorden. En faldskærm, der er fastgjort til instrumentet, forhindrer skade. Ballonen kan dog ikke bruges igen.

Retrieval

Før vi sætter radiosonden i en ballon, indfører meteorologer en lille pose inde i radiosonden. Inde i posen er et kort der fortæller hvem der finder den faldne ballon og instrumentet hvad det er og dets videnskabelige formål. Denne person skal sende radiosonden tilbage til et rekonstruationscenter, hvor forskere læser dataene, reparerer eventuelle skader og genbruger radiosonden til en fremtidig flyvning.