بالون هواشناسی

بالون هواشناسی بالونی از جنس لاستیک طبیعی یا لاتکس LATEX یا مواد ترکیبی با خاصیت کشسانی بسیار بالاست که تا ۷ برابر حجم روی زمین خود می‌تواند انبساط پیدا کرده و بزرگ شود. از این بالون به تنهایی برای به دست آوردن جهت و سرعت باد یا همراه با دستگاه رادیوسوند یا کاوشگر جوّ، برای اندازه‌گیری متغیرهای جوّ بالا استفاده می‌شود. پس از اینکه بالون با هیدروژن پر شد آن را به سوی جوّ رها می‌نمایند. بالون به دلیل سبک‌تر بودن گاز درون آن، از هوا بر پایه قانون شناوری ارشمیدس، درون جوّ صعود می‌کند. هر چه بالون بالاتر می‌رود، فشار هوای بیرون کاهش یافته و باعث انبساط یا بزرگتر شدن بالون می‌شود تا اینکه در نهایت دیواره بالون دیگر تاب نیاورده و پاره خواهد شد. در این زمان بالون می‌ترکد. بالاترین ارتفاع ثبت شده برای بالون هواشناسی ۴۲ کیلومتر از سطح دریاهای آزاد می‌باشد؛ ولی بیشتر بالون‌های هواشناسی حامل دستگاه رادیوسوند RadioSonde به ارتفاع بین ۳۰ تا ۳۸ کیلومتری از سطح دریاهای آزاد صعود می‌کند. سقف پرواز بالون‌های هواشناسی به درجه خلوص گاز داخل آنها، جنس بالون، وزن آن و وزن محموله و همچنین وضعیت جوّی دارد. اسباب‌های خودکار مانند رادیوسوند که اطلاعات دما، نم نسبی، فشار هوا، سرعت و جهت باد، میزان گاز ازن، تابش‌های رادیواکتیو و غیره را در لایه‌های مختلف جوّ بالا اندازه گرفته و توسط یک فرستنده رادیویی به یک گیرنده زمینی که معمولاً به یک رایانه متصل می‌باشد، مخابره می‌نماید، توسط بالون هواشناسی به اعماق جوّ حمل می‌شود. در ایران ۱۵ ایستگاه هواشناسی وجود دارند که جهت مطالعه جوّ هر روز بالون‌های هواشناسی را در فاصله هر ۱۲ ساعت یا هر ۲۴ ساعت به سوی جوّ بالا روانه می‌نمایند. این کار مطابق با دستورالعمل‌های سازمان هواشناسی جهانی WMO انجام می‌شود. علاوه بر این ارسال هر بالون هواشناسی باید با کسب اجازه از مراقبت پرواز فرودگاه نزدیک به ایستگاه هواشناسی به انجام برسد. بالون‌های هواشناسی بسته به سرعت وزش باد در سطوح بالای جوّ و مرغوبیت مواد به کار رفته برای ساخت آنها و مقدار گاز تزریق شده، ممکن است تا مسافت ۴۰۰ کیلومتری محل رها شدن هم برسند. این امر در اوایل زمستان که جریان جت استریم در لایه‌های بالایی جو بوجود می‌آید، می‌تواند رخ بدهد. بالون‌های هواشناسی در فصل تابستان مسافت‌های کوتاه تری را به صورت افقی طی می‌کنند.

برای پر کردن بالون‌های هواشناسی به‌طور عمده از گاز هیدروژن ذخیره شده در مخازن بزرگ یا کپسول تحت فشار از ۲ تا ۱۵۰ بار استفاده می‌شود. فشار گاز هیدروژن داخل بالون هواشناسی معمولاً کمی بیشتر از فشار جوّ محل پر کردن بالون است؛ ولی علاوه بر هیدروژن از گاز هلیوم نیز جهت پرکردن بالون‌های هواشناسی استفاده می‌گردد. میزان هیدروژن را طوری تنظیم می‌کنند تا سرعت صعود بالون در جوّ بین ۵ تا ۶ متر بر ثانیه باشد. این تنظیم بر اساس نیروی بالابری بالون می‌باشد. به عنوان نمونه جهت بالونی که به منظور حمل رادیوسوند به کار می‌رود، نیروی بالابری بالون باید بین ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ گرم بشود که در این هنگام جریان گاز را قطع می‌نمایند.

برای به دست آوردن هیدروژن از کپسول‌های تحت فشار یا مخازن تحت فشار که گاز آنها از طریق الکترولیز آب تأمین می‌شود، استفاده می‌گردد. برای پر کردن بالون از اتاقی موسوم به اتاق گاز استفاده می‌شود.