Även om väderballonger ser ut att vara svåra, små och underliga från början - som svaga flytande bubblor - när de når höjder över 100 000 fot (30 000 meter) är ballongerna spända , stark och ibland lika stor som ett hus. Från och med uppfinningen av varmluftsballongen under 18-talet har ballongflygningar gjort det möjligt att bära föremål högt upp i himlen.
Den engelska läkaren John Jeffries - som ofta tar emot kredit som 1785 första person att använda luftballonger för vetenskapliga ändamål - fäst en termometer, barometer och hygrometer (ett instrument som mäter relativ fuktighet) till en luftballong. Ballongen nådde en stigande höjd på 9000 ft (2 700 m) och uppmätta atmosfärsdata. Från och med 2010 når moderna väderballonger höjder på över 100 000 fot och använder helium eller väte i stället för att het luft ökar.
Fyllning och ökande
För att starta en väderballong fyller meteorologerna ballongen med antingen helium eller väte, de lättaste och mest omfattande elementen i universum. Vetenskapsmännen fyller emellertid inte ballongen hela vägen till kapacitet: när ballongen börjar stiga, ser ballonghöljet (eller kuvertet) floppy, inte stram ut som en uppblåst ballong eller varmluftsballong.
Forskare fyller inte ballongen i kapacitet för strategiska skäl: när en ballong stiger in i atmosfären minskar trycket runt ballongen. Trycket minskar eftersom luften blir tunnare i högre atmosfär. När trycket minskar fylls en ballong till sin fulla kapacitet för att kompensera för förlusten av yttre tryck.
Atmosfäriska överväganden
Enligt Donald Yee, Ph.D från San Francisco Estuary Institute, på atmosfärstrycket på marknivå är mycket starkare än det är högt uppe i den tunnare atmosfären. Om ballongen var helt fylld från början, då trycket utanför ballongen sjönk, skulle ballongen försöka expandera för att utjämna trycket, men istället skulle det popa.
Hur väderballonger fungerar
Meteorologer och forskare använder väderballonger för att göra meteorologiska mätningar i höga höjder. Forskare bifogar ett instrument som kallas en radiosonde till basen av heliumfyllda ballongen. Den radiosonde som mäter temperatur, luftfuktighet och lufttryck sänder meteorologiska mätningar till jordstationer genom radiosändare.
Volym
När en väderballong stiger upp i höga höjder där lufttrycket minskar, helium eller vätetryck inuti ballongen ökar och expanderar ballongen. På detta sätt kan ballongen och radiosonden stiga i en jämn takt högt i atmosfären. Ballonger zoomar uppåt på cirka 1000 fot per minut.
Rising Effects
Enligt Wendell Bechtold, Meteorolog Forecaster för National Weather Service i St. Louis Missouri, stiger ballongen till en höjd av omkring 100 000 fot, tillräckligt för att se jordens blåa rundade kant från rymden. Vid den här höjden sträcker sig ballongen, beroende på storleken på kuvertet eller ballongmaterialet, så bred som en bil eller ett hus.
När ballongen inte längre kan sträcka sig utåt och därför stiga vidare, är ballongen bristningar. Gasen inuti rymmer och radiosonde-instrumentet och busted ballongen faller tillbaka till jorden. En fallskärm som fästs på instrumentet förhindrar skada. Ballongen kan dock inte användas igen.
Hämtning
Innan radiosonden sätts fast i en ballong sätter meteorologerna en liten påse inuti radiosonden. Inuti väskan är ett kort som berättar vem som finner den fallna ballongen och instrumentet vad det är och dess vetenskapliga syfte. Den personen ska maila radiosonden tillbaka till ett renoveringscenter där forskare läser data, reparera eventuella skador och återanvända radiosonden för ett framtida flyg.
