بالون هواشناسی

نوعی بالون هواشناسی در آمریکا
بالون آماده شده جهت رهاسازی از اتاق گاز ایستگاه هواشناسی مهرآباد تهران بیرون آورده می‌شود. این بالون حامل بازتابش کننده امواج رادار و دستگاه رادیوسوند بوده است. (خرداد ماه سال ۱۳۴۰ هجری شمسی)
بالون هواشناسی در حال پر شدن از گاز هیدروژن در اتاق گاز
بالون هواشناسی همراه با رادیوسوند جهت ارسال به جو از اتاق گاز بیرون آورده شده
بالون هواشناسی در اتاق گاز جهت ارسال رادیوسوند و بازتابش کننده رادار باد آماده شده است.
یک نمونه از بالون‌های آزمایشی که برای بهتر دیده شدن در زمینه آسمان به رنگ قرمز ساخته شده است.
یک نمونه از دوربین‌های قدیمی برای تعقیب بالون‌های آزمایشی
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 جو، برای اندازه‌گیری متغیرهای جو بالا استفاده می‌شود. پس از اینکه بالون با هیدروژن پرشد آن را به سوی جو رها می‌نمایند. بالون به دلیل سبک‌تر بودن گاز آن از هوا، درون جو 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 ۳۰ کیلومتری از سطح دریاهای آزاد می‌رسند. سقف پرواز بالون‌های هواشناسی به درجه خلوص گاز داخل آنها، جنس بالون، وزن آن و وزن محموله و همچنین وضعیت جوی 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 جو بالا اندازه گرفته و توسط یک فرستنده رادیویی به یک گیرنده زمینی که معمولا به یک رایانه متصل می‌باشد، مخابره می‌نماید، توسط بالون هواشناسی به اعماق جو حمل می‌شود. در ایران ۱۵ ایستگاه هواشناسی وجود دارند که جهت مطالعه جو هر روز بالون‌های هواشناسی را در فاصله هر ۱۲ ساعت یا هر ۲۴ ساعت به سوی جو 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.
برای پر کردن بالون‌های هواشناسی به طور 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 معمولا کمی بیشتر از فشار جو 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 جو 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 تامین می‌شود، استفاده می‌گردد. برای پر کردن بالون از اتاقی موسوم به اتاق گاز استفاده می‌شود. بالون‌های هواشناسی بر پایه وزن خالص آنها طبقه‌بندی و ساخته می‌شوند. برای نمونه از ۲۰ گرم تا ۲۵۰۰ گرم ساخته می‌شوند. برای حمل رادیوسوندها بالون‌های از ۲۰۰ گرم به بعد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زبان انگلیسی به این نوع بالون‌ها اصطلاحا Sounding Balloon گفته می‌شود. بالون‌های با وزن کمتر از ۲۰۰ گرم را بدون هیچ محموله‌ای به جو می‌فرستند و با تعقیب آن توسط دوربین نقشه‌برداری یا THEODOLITE سمت باد، سرعت باد و حتی ارتفاع کف ابر را تا سطح زمین به دست می‌آورند. این نوع بالون‌ها را اصطلاخا بالون پایلوت یا Pilot Balloon یا Ceiling Balloon می‌نامند.
رادیوسوند