Même si les ballons météo sont distraits, petits et étranges dès le départ - comme de faibles bulles flottantes - lorsqu'ils atteignent des altitudes de plus de 100 000 pieds (30 000 mètres), les ballons sont tendus , fort et parfois aussi gros qu'une maison. À partir de l'invention de la montgolfière au XVIIIe siècle, les vols en ballon ont permis de transporter des objets haut dans le ciel. En 1785, le médecin anglais John Jeffries - qui reçoit souvent des crédits comme La première personne à utiliser des ballons à air chaud à des fins scientifiques - attaché un thermomètre, un baromètre et un hygromètre (un instrument qui mesure l'humidité relative) à un ballon à air chaud. Le ballon a atteint une hauteur vertigineuse de 9 000 pi (2 700 m) et mesuré les données atmosphériques. À partir de 2010, les ballons météorologiques modernes atteignent des hauteurs de plus de 100 000 pieds et utilisent de l'hélium ou de l'hydrogène au lieu de l'air chaud.
Remplissage et montée
Pour lancer un ballon météo, les météorologues remplissent le ballon avec de l'hélium ou de l'hydrogène, les éléments les plus légers et les plus abondants de l'univers. Cependant, les scientifiques ne remplissent pas le ballon à pleine capacité: lorsque le ballon commence à s'élever, le ballonnet (ou l'enveloppe) semble floppy, pas tendu comme un ballon gonflé ou une montgolfière.
Les scientifiques ne remplissent pas le ballon à pleine capacité pour des raisons stratégiques: lorsqu'un ballon monte dans l'atmosphère, la pression autour du ballon diminue. La pression diminue parce que l'air s'amincit dans une atmosphère plus élevée. Au fur et à mesure que la pression diminue, un ballon se remplit à sa pleine capacité pour compenser la perte de pression extérieure.
Considérations atmosphériques
Selon Donald Yee, Ph.D. du San Francisco Estuary Institute, à la pression atmosphérique au niveau du sol est beaucoup plus forte que dans l'atmosphère plus mince. Si le ballon était complètement rempli dès le début, alors que la pression à l'extérieur du ballon baissait, le ballon tenterait de se dilater pour égaliser la pression, mais à la place il apparaîtrait.
Comment fonctionnent les ballons météo
Les météorologues et les scientifiques utilisent des ballons météorologiques pour effectuer des mesures météorologiques en haute altitude. Les scientifiques attachent un instrument appelé une radiosonde à la base du ballon rempli d'hélium. La radiosonde - qui mesure la température, l'humidité et la pression de l'air - transmet les mesures météorologiques aux stations au sol grâce à des émetteurs radio.
Volume
Lorsqu'un ballon météo monte en haute altitude, la pression diminue. la pression d'hélium ou d'hydrogène à l'intérieur du ballon augmente et dilate le ballonnet. De cette façon, le ballon et la radiosonde peuvent s'élever à un rythme constant dans l'atmosphère. Les ballons zooment vers le haut à environ 1000 pieds par minute.
Les effets de montée
Selon Wendell Bechtold, météorologiste prévisionniste pour le service météorologique national à St. Louis Missouri, le ballon monte à une altitude d'environ 100.000 pieds, assez pour voir le bord arrondi bleu de la terre de l'espace. À cette hauteur, le ballon - selon la taille de l'enveloppe ou du matériau du ballon - est étiré aussi large qu'une voiture ou une maison.
Quand le ballon ne peut plus s'étirer vers l'extérieur et donc monter plus haut, le ballon ruptures. Le gaz à l'intérieur s'échappe et l'instrument de radiosondage et le ballon cassé retombent sur la terre. Un parachute attaché à l'instrument empêche les dommages; Cependant, le ballon ne peut plus être utilisé.
Récupération
Avant d'attacher la radiosonde à un ballon, les météorologues insèrent un petit sac à l'intérieur de la radiosonde. A l'intérieur du sac se trouve une carte indiquant à celui qui trouve le ballon et l'instrument tombés ce qu'il est et son but scientifique. Cette personne doit renvoyer la radiosonde à un centre de reconditionnement où les scientifiques lisent les données, réparent les dommages et réutilisent la radiosonde pour un vol futur.
