NộI Dung
- Điền và tăng
- Cân nhắc về khí quyển
- Bong bóng thời tiết hoạt động như thế nào
- Âm lượng
- Hiệu ứng tăng
- Lấy lại
Mặc dù bóng bay thời tiết trông mềm mại, nhỏ và lạ ngay từ đầu - giống như bong bóng nổi yếu - khi chúng đạt độ cao hơn 100.000 feet (30.000 mét), bóng bay căng, mạnh và đôi khi to như một ngôi nhà. Bắt đầu với việc phát minh ra khinh khí cầu vào thế kỷ 18, các chuyến bay khinh khí cầu đã giúp có thể mang các vật thể lên trời cao.
Năm 1785, bác sĩ người Anh John Jeffries - người thường nhận được tín dụng là người đầu tiên sử dụng khinh khí cầu cho mục đích khoa học - gắn nhiệt kế, áp kế và ẩm kế (dụng cụ đo độ ẩm tương đối) với khinh khí cầu. Khinh khí cầu đạt độ cao tăng vọt 9.000 ft (2.700 m) và đo dữ liệu khí quyển. Tính đến năm 2010, khinh khí cầu thời tiết hiện đại đạt tới độ cao hơn 100.000 feet và sử dụng khí heli hoặc hydro thay vì không khí nóng để tăng.
Điền và tăng
Để phóng một quả bóng thời tiết, các nhà khí tượng học lấp đầy quả bóng bằng helium hoặc hydro, những nguyên tố nhẹ nhất và phong phú nhất trong vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà khoa học không lấp đầy khinh khí cầu hết cỡ: khi khinh khí cầu bắt đầu nổi lên, vỏ bóng bay (hoặc phong bì) trông mềm mại, không căng như bóng bay hoặc khinh khí cầu.
Các nhà khoa học không lấp đầy quả bóng với công suất vì lý do chiến lược: khi một quả bóng bay lên bầu khí quyển, áp suất xung quanh quả bóng sẽ giảm. Áp suất giảm vì không khí trở nên loãng hơn trong bầu khí quyển cao hơn. Khi áp suất giảm, một quả bóng lấp đầy, hết công suất, để bù cho việc mất áp suất bên ngoài.
Cân nhắc về khí quyển
Theo Donald Yee, Ph. D từ Viện Cửa sông San Francisco, ở áp suất khí quyển trên mặt đất mạnh hơn nhiều so với nhiệt độ cao trong bầu khí quyển mỏng hơn. Nếu quả bóng được lấp đầy hoàn toàn ngay từ đầu, khi áp suất bên ngoài quả bóng rơi xuống, quả bóng sẽ cố gắng mở rộng để cân bằng áp suất, nhưng thay vào đó nó sẽ bật lên.
Bong bóng thời tiết hoạt động như thế nào
Các nhà khí tượng học và các nhà khoa học sử dụng bóng bay thời tiết để thực hiện các phép đo khí tượng ở độ cao lớn. Các nhà khoa học gắn một dụng cụ gọi là radio vào đế của quả bóng chứa đầy khí heli. Máy đo sóng vô tuyến đo nhiệt độ, độ ẩm và áp suất không khí truyền tín hiệu khí tượng đến các trạm mặt đất thông qua các máy phát vô tuyến.
Âm lượng
Khi một quả bóng thời tiết tăng lên độ cao, nơi áp suất không khí giảm, áp suất khí heli hoặc hydro bên trong khinh khí cầu tăng lên và mở rộng khinh khí cầu. Bằng cách này, khinh khí cầu và sóng vô tuyến có thể tăng lên với tốc độ phù hợp cao vào bầu khí quyển. Bong bóng phóng to lên khoảng 1.000 feet mỗi phút.
Hiệu ứng tăng
Theo bà Wendell Bechtold, Nhà khí tượng học Forecaster cho Dịch vụ thời tiết quốc gia ở St. Louis Missouri, khinh khí cầu bay lên độ cao khoảng 100.000 feet, đủ để nhìn thấy trái đất tròn màu xanh từ không gian. Theo độ cao đó, bóng bay tùy thuộc vào kích thước của phong bì hoặc vật liệu bóng bay được kéo dài rộng như một chiếc xe hơi hoặc ngôi nhà.
Khi khinh khí cầu không còn có thể vươn ra ngoài, và do đó bay lên cao hơn, bong bóng vỡ ra. Khí bên trong thoát ra ngoài và dụng cụ radio và bóng bay bị rơi trở lại trái đất. Một chiếc dù gắn vào dụng cụ ngăn ngừa thiệt hại; tuy nhiên, bóng bay không thể được sử dụng lại.
Lấy lại
Trước khi gắn radio vào một quả bóng bay, các nhà khí tượng học đã nhét một chiếc túi nhỏ vào bên trong bộ đàm. Bên trong chiếc túi là một tấm thiệp cho biết bất cứ ai tìm thấy quả bóng rơi và dụng cụ đó là gì và mục đích khoa học của nó. Người đó nên gửi lại bộ đàm cho một trung tâm phục hồi, nơi các nhà khoa học đọc dữ liệu, sửa chữa mọi thiệt hại và tái sử dụng bộ đàm cho chuyến bay trong tương lai.