天气气球如何工作

1785年，法国气球运动员让·皮埃尔·布兰查德（Jean-Pierre Blanchard）在整个英语频道的破纪录之旅中从巴黎撤出。乘车的标签是约翰·杰弗里斯（John Jeffries），他是一位以涉足天气观察而闻名的美国医生。在北欧上方的天空中，杰弗里斯（Jeffries）希望记录一些上层大气的第一个测量值。当。。。的时候气球危险地接近撞到英国频道，但是，杰弗里斯（Jeffries）被迫将设备扔掉以减轻负载。

如今，气候气球为我们完成了大部分工作，让专家安全地保持在地面上。仅在美国，天气气球每天从92个气象站发射两次。每年总共有67,160个气球。在全球范围内，有900多个气象站依靠日常气球发射。

如果不知道上层大气的条件，几乎不可能预测天气。在海平面上可能是晴天和安静的，但在18,000英尺（5,486米），弱风暴系统很快就会变成更危险的东西。通过发送常规的气球中队来测量高层气氛的状况，气象学家可以对酿造风暴保持一致。

一个世纪前，科学家只能预测地面进行测量的天气。有了如此有限的数据集，最好的气象学家可以做到的是预测未来几个小时的天气。但是，使用天气气球，科学家可以提前几天绘制天气状况。

这些信息不仅使慢跑者远离雨水 - 可以挽救生命。高海拔天气数据对于预测即将到来的自然灾害（如龙卷风，雷暴或山洪暴发）至关重要。多亏了天气气球，官员们可以在天气灾难发生前几个小时就将物资和急诊人员争夺。

像模型火箭和遥控飞机一样，气象气球也进入了爱好市场。2009年，马萨诸塞州科技学院科学家Oliver Yeh和Justin Lee使用气球，冷却器，手机和数码相机的高度照片，价格不到150美元。

很快，其他业余爱好者正在将自己的近距离摄像机拼凑在一起。当然，Yeh和Lee警告说，将事物发射到平流层可能是危险的[来源：ICARUS项目]。如果不配备适当的降落伞，如果它落入市区，业余气球可能会变成致命的弹丸。气球还可能通过吸入过往客机的喷气发动机来造成灾难。如果您确实开始构建自己的高海拔科学项目，请确保遵循所有适当的预防措施。

特别设计的高海拔气球也经常使用NASA进行近空间实验。在流星淋浴期间，高空气球可以收集通过太空岩石发出的宇宙灰尘。海滩球大小的“智能”气球已发射，以在火箭发射之前对NASA设施周围的天气状况保持标签[来源：穆林斯]。NASA甚至却派遣高空气球来探测周围的气氛火星。

我们将仔细研究下一页的天气气球的组件。

有时，一位美国房主醒来，在他或她的后院找到一个花费的天气气球。这是一个奇怪的景象：破烂的氯丁橡胶条，纠结的绳索，皱巴巴的降落伞和一个小纸板箱。天气气球经常被误认为是外星人的毫不奇怪航天器。

整个组件的核心组件是辐射，一个装有三种基本大气乐器的鞋盒大小的纸板箱：

辐射仪也有低功率收音机发射器将所有三种仪器回到地面上的接收器中传递数据。一个小电池为辐射电机提供了电源。

辐射的优点是科学家无需检索设备即可获取天气数据。在1920年代和30年代，当气象学家使用风筝或飞机测量大气上的天气数据时，专家必须等到飞机降落或放风筝才能开始进行天气计算之前卷入。

将整个组件高高地放置是一个由氯丁橡胶，合成橡胶。气球根据单个发射场的偏好充满氦或氢。氢更便宜，具有更好的提升能力，并且可以轻松从水中提取。但是，氢气也非常易燃 - 这一事实促使许多爆炸型廉价的气象站采用氦气。

总共，一个完整的天气气球装配费用约为几百美元。另一方面，高空火箭只需单次飞行即可花费数十万美元。即使是高海拔飞机的飞行，每小时可能会花费数千美元。气候气球的相对便宜性使他们成为录制天气数据超过六十多年的首选设备。

在澳大利亚中部的一个孤立领域NASA官员们慢慢膨胀了一个庞大的氦气球，这将带有200万美元的伽玛雷望远镜进入高中气氛。该位置非常适合气球发射：平坦，干燥和清晰。然而，在气球完全充气之前，突然的风阵风抓住了气球，并散发出乡村。当望远镜撞到附近的SUV中，撞到栅栏之前，船员奔跑了一生，然后将其折成超过492英尺（150米）的堆。

在气球发射期间可能出错的许多事情中，留下毁灭的踪迹显然是最糟糕的事情之一。另一方面，大多数天气气球都是无障碍的。在美国，气象站通常将建造现场棚屋，尤其是为了气球通货膨胀的目的。为了准备气球进行发射，技术人员将首先将气球固定在喷嘴上，并开始用氦或氢气填充。当它填充时，他测试了辐射电机的电池，调整无线电设备，并将整个组件与一条尼龙绳保持连接在一起。

一旦气球膨胀到大约相当于瑜伽球的大小，技术人员就将其绑起来，并将其放在外面。在气球上走很短的距离，远离树木，电力线和其他障碍，他只会向上伸出一个轻柔的俯卧撑。

气球开始漂浮后，辐射仪将起作用，将数据传递到地面上的天气计算机。这些计算机实时将数据绘制为三维天气模型，并将其发送到全国各地的气象站。与此同时，地面技术人员使用雷达设备跟踪上升的气球。通过注意上升气球的侧向运动，他们可以在不同高度计算风速和方向。

天气气球不仅仅漂浮在太空中是有原因的。随着气球离地球的移动较远，越来越多的空气可以推向气球的外部。随着气压限制的较小，气球内部的气体随着海拔高度的增加而膨胀。但是，气球只能扩展太多，通常会在15英里以上（24.1公里）以上的高度上爆裂，​​比珠穆朗玛峰高约三倍。

如果简单地允许辐射片坠落到地球上，它可能会对下面的人类定居点造成致命的破坏。这就是为什么每个天气气球都有一个小型降落伞连接到绳索上的降落伞。随着气球的上升，降落伞仍然被空气的向下冲刺折叠。但是，当大会开始下降时，降落伞被吹开，将气球速度减慢至每小时22英里（每秒9.8米）。

在大部分时间里，天气气球在近距离旅行之后才会变成垃圾。如果气球遇到了一阵特别强烈的风，他们可以行驶几百英里 - 从沼泽沼泽到落基山脉的雪山的任何地方。发送直升机每天在美国推出的近200个气候气球，根本不在预算中。

但是，每个辐射仪内部是一个大型邮费信封。如果您遇到过一个旧的天气气球，只需将其放入信封内，然后将其弹出到邮箱中，几天后，它将返回国家气象局再次飞行。