Meteoroloji balonu

Meteoroloji balonu, hava balonu, sondaj balonu olarak da bilinir. Atmosfer basıncı, sıcaklık, nem ve rüzgar hızı hakkında radyosonda adı verilen küçük ve tek kullanımlık bir ölçüm cihazı vasıtasıyla bilgi göndermek için stratosfere cihazlar taşıyan bir tür yüksek irtifa balonudur. Rüzgar verileri elde etmek için, radar, radyogonyometri veya navigasyon sistemleri (uydu tabanlı Küresel Konumlandırma Sistemi, GPS gibi) ile izlenebilirler. Uzun süreler boyunca sabit bir yükseklikte kalması gereken balonlara transosonda denir. Cihaz taşımayan hava balonları, üst seviye rüzgarlarını ve bulut katmanlarının yüksekliğini belirlemek için kullanılır. Bu tür balonlar için, balonun azimutunu ve yüksekliğini izlemek için bir teodolit veya takeometre kullanılır ve bunlar daha sonra tahmini rüzgar hızına ve yönüne ve/veya bulut yüksekliğine dönüştürülür.

Fırlatılmaya hazır bir transosonda, ABD, 1958

Oregon'un yaklaşık 30 km yukarısında 1.500 gramlık bir hava balonu ile çekilen fotoğraf.

Hava balonları, mevcut koşulları teşhis etmek için kullanılan gözlemler için dünya çapında fırlatılır ve ayrıca hava tahmini için insan tahmincileri ve bilgisayar modelleri tarafından kullanılır. Dünya çapında 900 ila 1.300 konum, günde iki veya dört kez rutin yayınlar yapar.^[1][2][3][4]

Tarihçe

Wiki kopyasının stratosfere fırlatılması.

Hava balonlarını kullanan ilk kişilerden biri Fransız meteorolog Léon Teisserenc de Bort'du. 1896'da Fransa'nın Trappes kentindeki gözlemevinden yüzlerce hava balonu fırlattı. Bu deneyler onun tropopoz ve stratosferi keşfetmesine yol açtı.^[5] Atomik serpintilerden kaynaklanan radyoaktif kalıntıları teşhis etmeye yardımcı olmak için uzun süreler boyunca sabit bir yükseklikte kalması gereken cihazlarla donatılmış hava balonları olan transosondalar 1958'de denendi.^[6] İnsansız hava aracı teknolojisindeki patlama, 1990'ların sonlarından bu yana insansız hava araçlarının geliştirilmesine yol açtı.^[7] Bunlar, radyosondaları taşımak için daha özel bir araç olarak balonların yerini almaya başlayabilir.^[8]

Malzemeler ve ekipmanlar

Polarstern araştırma gemisinin helikopter güvertesinde bir radyosondanın serbest bırakılması. Helyumla dolu bir balona bağlı bir radyosonda, 20 km yüksekliğe kadar bir profil boyunca meteorolojik parametreleri (sıcaklık, rüzgar, ozon) ölçmek için kullanılır.

Balonun kendisi kaldırma gazı yardımıyla kaldırma kuvvetini üretir ve genellikle oldukça esnek bir lateks malzemeden yapılır, ancak kloropren de kullanılabilir. Gerçek ölçümleri ve radyo iletimini gerçekleştiren ünite, ipin alt ucuna asılır ve radyosonda olarak adlandırılır. Özel radyosondalar, ozon konsantrasyonunu belirlemek gibi belirli parametreleri ölçmek için kullanılır.

Balon genellikle hidrojenle doldurulur, ancak daha pahalı ancak yine de uygulanabilir bir seçenek olan helyum da sıklıkla kullanılır. Yükselme hızı, balonun doldurulduğu gaz miktarıyla kontrol edilebilir. Hava balonları 40 km (25 mil) veya daha fazla irtifaya ulaşabilir, balonun parçalanmasına neden olan (genellikle 100:1 faktörle) azalan basınçlarla sınırlıdır. Bu durumda, alet paketi genellikle kaybolur,^[9] ancak aletin geri alınmasına yardımcı olmak için bir paraşüt kullanılabilir. Bu irtifanın üzerinde, aletleri atmosfere taşımak için sondaj roketleri kullanılır ve daha da yüksek irtifalar için meteoroloji uyduları kullanılır.

Fırlatma zamanı, yeri ve kullanımları

Ravinsonde hava balonu fırlatıldıktan hemen sonra. İpin ortasında bir paraşüt ve sonunda küçük bir alet kutusu olduğu görülmektedir.

Hava balonları, mevcut koşulları teşhis etmek için kullanılan gözlemler için ve ayrıca hava tahmini için insan tahmincileri ve bilgisayar modelleri tarafından dünya çapında fırlatılır. Dünya çapında 900 ila 1.300 konum, genellikle 0000 UTC ve 1200 UTC'de günde iki veya dört kez rutin yayınlar yapar.^[1][2][3][4] Bazı tesisler, meteorologlar atmosferde çok fazla şeyin değişebileceği 12 saatlik rutin fırlatmalar arasında ek veriye ihtiyaç olduğunu belirlediğinde ara sıra ek özel yayınlar da yapar. ABD'deki Ulusal Hava Durumu Servisi gibi askeri ve sivil hükûmet meteoroloji kurumları genellikle balon fırlatır ve uluslararası anlaşmalar gereği neredeyse tüm veriler tüm ülkelerle paylaşılır.

Havacılık ilgi alanları, kirlilik izleme, fotoğrafçılık veya videografi ve araştırma gibi uzmanlaşmış kullanımlar da mevcuttur. Örnekler arasında pilot balonları (Pibal) bulunur. Saha araştırma programları genellikle kara araçlarının yanı sıra gemilerden ve uçaklardan mobil fırlatıcılar kullanır (bu durumda genellikle dropsondes). Son yıllarda, hava balonları ayrıca yüksek irtifalarda insan küllerini dağıtmak için de kullanılmıştır. Hava balonu ayrıca Eylül 1966'da Birleşik Krallık, Kuzey Galler, Gwynedd, Portmeirion'da 1960'ların TV dizisi The Prisoner'ın yapımı sırasında kurgusal varlık 'Rover'ı yaratmak için de kullanılmıştır. Bu, 1966-67 yılları arasında MGM Borehamwood UK'de çekilen diğer sahnelerde de korunmuştur.^[10]

Çevresel sorunlar

Kanada, Nunavut'taki Cambridge Bay Upper Air istasyonunda hidrojenle dolu bir balon.

Hava durumu tahmini giderek daha fazla uydulara ve radar teknolojisine bağımlı hale gelse de, hala büyük ölçüde hava balonlarının kullanımını içerir. Dünya çapında binlerce istasyondan fırlatılan bu cihazlar, meteorolojik verileri toplamak için atmosfere yükselir. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri yılda yaklaşık 76.600 balon serbest bırakırken, Kanada 22.000 balon fırlatır.^[11]

Hava balonları, yaklaşık 35 kilometre yüksekliğe ulaştıktan sonra patlar ve aletlerini ve yapıldıkları lateks malzemeyi serbest bırakır. Aletler sıklıkla kurtarılsa da lateks çevrede kalır ve deniz ekosistemleri için önemli bir tehdit oluşturur. Çalışmalar, hava balonlarının önemli bir kısmının sonunda okyanusa ulaştığını göstermiştir. Örneğin, Avustralyalı bir araştırmacı Büyük Set Resifi'nden 2.460'tan fazla hava balonu enkazı toplayarak haftada 300'e kadar balonun deniz ortamına bırakılabileceğini tahmin etmiştir. Bu çevresel etki, hava durumu verilerinin toplanmasında sürdürülebilir alternatiflere olan ihtiyacı vurgulamaktadır.^[11]

Bir hava balonunun patlama anı.

Bilim insanları ve çevreciler hava balonlarının çevresel etkileri konusunda endişelerini dile getirdiler. Okyanusta uzun süreler kalabilen lateks malzeme, deniz kaplumbağaları, kuşlar ve balıklar dahil olmak üzere deniz yaşamına zarar verebilir. Hava balonlarının çevresel etkisini en aza indirme çabaları arasında biyolojik olarak parçalanabilir malzemeler geliştirme ve iyileştirilmiş kurtarma yöntemleri yer almaktadır. Ancak, meteorolojik veriler için hava balonlarına sürekli olarak güvenilmesi, doğru hava tahminleri ile çevresel sürdürülebilirlik arasındaki dengeyi zorlaştırmaktadır.^[11]

Ayrıca bakınız

• Ravinsonde
• Aeroloji
• UFO