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天気の風船は、最初は小さくて奇妙で、弱い浮遊泡のように見えますが、100,000フィート(30,000メートル)の高度に達すると、風船はぴんと張られ、強く、時には家のように大きくなります。 18世紀の熱気球の発明から始まり、気球飛行により、物体を上空に運ぶことが可能になりました。
1785年、英国の医師ジョン・ジェフリーズは、しばしば科学的目的で熱気球を使用した最初の人として称賛を受け、熱気球に温度計、気圧計、湿度計(相対湿度を測定する機器)を取り付けました。気球は9,000フィート(2,700 m)の高さに達し、大気データを測定しました。 2010年の時点で、現代の気球は100,000フィート以上の高さに達し、上昇するのに熱風の代わりにヘリウムまたは水素を使用しています。
充填と上昇
気象観測者は、気球を発射するために、宇宙で最も軽くて豊富な元素であるヘリウムまたは水素で気球を満たします。しかし、科学者は気球をいっぱいまで満たしていない。気球が上昇し始めると、気球のケーシング(または封筒)は、膨らんだ風船や熱気球のようにぴんと張っていないように見える。
科学者は、戦略的な理由で気球を満杯に満たしていない。気球が大気中に上昇すると、気球周囲の圧力が低下する。高気圧では空気が薄くなるため、圧力が低下します。圧力が低下すると、バルーンは満杯になって満杯になり、外部圧力の損失を補います。
大気に関する考慮事項
サンフランシスコ河口研究所のドナルド・イー博士によると、地上レベルの気圧は、より薄い大気で上昇するよりもはるかに強いです。バルーンの外側の圧力が低下したため、バルーンが最初から完全に満たされている場合、バルーンは圧力を均等にするために膨張しようとしますが、代わりにポップします。
天気バルーンの仕組み
気象学者と科学者は気象観測用バルーンを使用して、高地での気象測定を行います。科学者はラジオゾンデと呼ばれる器具をヘリウムで満たされたバルーンの底に取り付けます。温度、湿度、気圧を測定するラジオゾンデは、無線送信機を介して地上局に気象測定値を送信します。
ボリューム
気球が上昇して空気圧が低下する高高度に達すると、気球内のヘリウムまたは水素の圧力が増加し、気球が膨張します。このようにして、気球とラジオゾンデは一定のペースで大気中に上昇できます。バルーンは毎分約1,000フィートで上方にズームします。
ライジングエフェクト
ミズーリ州セントルイスの国立気象局の気象学者予報官ウェンデル・ベヒトルドによると、気球は約10万フィートの高度まで上昇し、宇宙から地球の青い丸い縁を見るのに十分です。その高さにより、風船は、封筒または風船の素材のサイズに応じて、車または家と同じ幅に引き伸ばされます。
バルーンが外側に伸びなくなるため、さらに上昇すると、バルーンが破裂します。内部のガスは逃げ、ラジオゾンデ計器と破裂した気球は地球に落下します。機器に取り付けられたパラシュートは損傷を防ぎます。ただし、バルーンを再度使用することはできません。
検索
ラジオゾンデをバルーンに取り付ける前に、気象学者はラジオゾンデ内に小さな袋を挿入します。バッグの中には、倒れた気球を見つけた人にそれが何であるかを伝えるカードと、その科学的目的が記されています。その人は、ラジオゾンデを修理センターに送り返して、科学者がデータを読み取り、損傷を修復し、将来の飛行のためにラジオゾンデを再利用する必要があります。