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Wie funktionieren Wetterballons?
Bei all den detaillierten Wettervorhersagen, die uns täglich gemeldet werden, und der ausgeklügelten Ausrüstung, mit der sie erfasst wird (zB Doppler-Radar, Computermodelle, Skycams und dergleichen), erscheint es fast unglaubwürdig, dass wir uns oft auf Daten verlassen, die von gesammelt wurden ein einfacher Heliumballon, der in den Himmel geschossen wird.
Tatsächlich ist der Wetterballon jedoch ein sehr modernes, wissenschaftliches Instrument, mit dem einige sehr wichtige Informationen über die Vorgänge in der Atmosphäre gesammelt werden. Wetterobservatorien auf der ganzen Welt starten täglich Tausende von Wetterballons. Allein in den Vereinigten Staaten werden zweimal täglich Wetterballons von über 100 Wetterstationen gestartet, was über 73.000 Ballons entspricht, die jedes Jahr himmelwärts geschickt werden.
Die meist aus Latex oder Neopren gefertigten Ballons werden mit Wasserstoff oder Helium gefüllt und in die Luft entlassen. Während der Ballon in die Atmosphäre aufsteigt, sammelt er Daten und sendet sie über eine Radiosonde, einen leichten Karton voller wissenschaftlicher Instrumente, der am Boden des Ballons befestigt ist, zurück. Eine Antenne an der Radiosonde ermöglicht die Übertragung von Informationen an ein Wetterlabor, und ein Team am Boden gibt die Rohdaten in einen Computer ein, der in ein anderes Echtzeitsystem einspeist, auf das Meteorologen zugreifen können, um Vorhersagen auf lokaler und nationaler Ebene zu erstellen Ebenen.
Mit zunehmender Höhe des Ballons steigt der Druck und er wächst von der Größe eines großen Yogaballs auf die Größe eines Busses. Wenn der Ballon eine bestimmte Höhe erreicht – oft eine Höhe von 20 Meilen oder mehr – platzt er und schickt die Radiosonde über einen Mini-Fallschirm zur Erde zurück. Der Fallschirm verlangsamt den Abstieg des Geräts, und es dauert normalerweise viele Stunden und Hunderte von Kilometern, bis der Wetterballon (oder was davon übrig ist) endlich den Boden berührt.
Wenn Sie jemals über eine dieser Radiosonden stolpern, seien Sie nicht beunruhigt. Das Gerät ist mit Anweisungen zur Rückgabe an den National Weather Service zur Aufarbeitung gekennzeichnet, aber weniger als 20 Prozent werden zurückgesendet.
Vor einem Jahrhundert konnten Wissenschaftler das Wetter nur aus Messungen am Boden vorhersagen. Später verließen sie sich auf Militärflugzeuge, die mit Geräten ausgestattet waren, um die Daten zu sammeln. Aber die Kabinen waren damals nicht ausreichend unter Druck gesetzt, sodass die Piloten Höhenbeschränkungen hatten, was diese Methode obsolet machte. Es wurden auch Drachen verwendet, an denen Datenerfassungsgeräte angebracht waren, aber das Erreichen großer Höhen, um sie zu starten, erwies sich für Meteorologen als gefährlich. Mit Wetterballons haben Wissenschaftler das Alte (Ballons) mit dem Neuen (Hightech-Radiosonden) geheiratet, um die Wetterbedingungen Tage im Voraus zu bestimmen. Ob Tornado-Warnung oder der Wetterbericht in den 6-Uhr-Nachrichten, Wetterballons sind es, die die Menschen am Boden auf die meteorologischen Vorgänge der oberen Atmosphäre einstimmen. Wetterdaten in großer Höhe sind entscheidend für die Vorhersage bevorstehender bedeutender Wetterereignisse wie Tornados, Gewitter oder Sturzfluten. Dank Wetterballons können sich Beamte Stunden vor ihrem Eintreffen auf eine Wetterkatastrophe vorbereiten.
Wetterballons sammeln und senden die folgenden kritischen Daten an den Boden: Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Luftdruck, Lufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Wolkentyp und GPS-Position. Diese Informationen werden für Forschungsprojekte wie lokale Unwetter-, Flug- und Meeresvorhersagen, Wetter- und Klimawandelforschung sowie Studien zur Luftverschmutzung verwendet.
Laut der National Oceanic and Atmospheric Administration , jeder Ballonstart kostet 200 US-Dollar. Darin enthalten sind der Preis für Ballon, Wasserstoff und Radiosonde.
Seit den 1930er Jahren verwendet der National Weather Service Wetterballons mit Radiosonden. Obwohl es mehr als 70 Jahre her ist, dass Wissenschaftler den ersten experimentellen Wetterballon in die Luft schickten, bleiben sie die Arbeitspferde der modernen meteorologischen Vorhersagen.
Sehen Sie sich dieses Video eines Wetterballons an:
Foto mit freundlicher Genehmigung von NOAA.gov