Gökyüzünde görmüş olabileceğiniz her türlü UFO aslında hava durumu balonlarıdır – hava tahmini amacıyla atmosferik verileri toplamak için ana araçlardan biridir. Bu yazıda, hava balonlarının ne olduğu ve nasıl çalıştıkları hakkında daha fazla bilgi edineceksiniz.
Hava balonları tanımı ve amaçları
Hava balonları , hava istasyonları , radarlar , uydular ve şamandıralarla birlikte atmosferin, okyanusların, toprağın ve diğer ortamların durumu hakkında çeşitli verileri toplamak için kullanılan beş ana hava aracından biridir .
Diğer araçlar gibi, balonlar da tüm önemli hava unsurları hakkında bilgi toplar: sıcaklık, rüzgar , hava basıncı, nem, görünürlük ve daha fazlası.
Balonlar 19. yüzyılın sonunda yaratıldı. Hava durumu hakkında veri toplamak için bunları aktif olarak ilk kullananlardan biri , Fransız meteorolog ve atmosfer bilimi alanında öncü olan Léon Teisserenc de Bort idi. Özellikle onun sayesinde atmosferin tropopoz ve stratosfer gibi katmanlarını belirlemek mümkün oldu .
Balonlardan veri toplamanın temel amacı, diğer tüm enstrümanlar gibi hava durumunu tahmin etmektir. Ancak önemli bir nüans var: rakımdaki hava durumuyla ilgili. 10 metre yükseklikte ölçüm yapan meteoroloji istasyonlarından temel farkı budur.
Atmosferik bilginin dikey ölçümlerine “sondaj” denir. Bu nedenle hava balonlarına “sondaj balonları” da denir.
Yükseklikte hava ölçümü yerdeki insanlar için gereksiz görünse de, meteoroloji için hava değişkenliğini anlamak ve çeşitli şiddetli ve aşırı hava olaylarını tahmin etmek için inanılmaz derecede önemlidir: fırtınalar, tropikal siklonlar, şimşek ve diğerleri.
Aynı zamanda, balonların kendisi bu tür ölçümler için esasen en basit araçtır. O kadar popülerler ki, istasyonları, radarları ve uyduları olmasına rağmen, dünyanın her yerinde aynı anda yaklaşık 1.000 noktadan yılın her günü günde iki veya dört kez fırlatılıyorlar. Bunlardan yaklaşık 100 tanesi ABD’de bulunuyor ve bunlardan her yıl 75.000’den fazla balon fırlatılıyor.
NOAA / Sıçramayı Kaldır
Ana hava balonu türleri
Hava balonları iki büyük gruba ayrılır: genel ve özel. Daha sonra çeşitli parametrelere göre birkaç türe daha ayrılırlar:
Rakım Genel hava balonları, ortalama 18–20 km yükseklikte çeşitli hava durumu bilgilerini toplayan ilk ve en yaygın balon türüdür. Bu yüksekliğe ulaştıklarında aşağıda daha detaylı anlatacağım gibi çökerler.
Yüksek irtifa hava balonları, adından da anlaşılacağı gibi, amacı 30-40 km’ye kadar ve bazen daha da yüksek irtifalarda veri toplamak olan en popüler ikinci türdür.
Transosondes, daha fazla veri toplamak, daha fazla görüntü iletmek vb. için yüksek irtifalarda mümkün olduğu kadar uzun süre kalmak üzere özel olarak tasarlanmış hava balonlarıdır.
Amaç (hava durumu öğeleri)
Diğer balonlar, yalnızca belirli bir hava türünü toplamak için kullanılır.
Örneğin, tavan balonları veya pilot balonlar veya piballer, bulut tavanını veya görünür en düşük bulutların yüksekliğini belirlemek için kullanılır; bu , bulut tabanı , bulut örtüsü r ve diğerleriyle eşit bulutları ölçmek için ana parametrelerden biridir. Kırmızı renkleri sayesinde bulutların arkasında kaybolana kadar gözlemlenebilir ve böylece boyları hesaplanabilir.
Ya da balonlar GPS ile donatılabildikleri için rüzgarın hızını ve yönünü takip ederek rüzgar hakkında veri topluyorlar.
Bazı balonlar ayrıca ozon konsantrasyonlarını da ölçer.
Amaca bağlı olarak, havacılık, kirlilik izleme, fotoğrafçılık veya videografi, çeşitli bilimsel araştırmalar ve diğerleri gibi farklı türde özel balonlar da vardır.
(Bu arada balonlar sadece veri toplamak için değil, aynı zamanda dağıtmak için de kullanılıyor. Örneğin Google’ın Loon gibi bir projesi vardı ve düşük karlılık nedeniyle 2011’de kapandı.)
Mürettebatlı veya mürettebatsız
2012 yılında Dünya’ya geri atlamak için yüksek irtifa balonuna bağlı bir kapsülde 38.969 m yüksekliğe çıkan Felix Baumgartner örneğinde olduğu gibi balonlar mürettebatlı olabilir . O yaptı! 2014 yılında Alan Eustace , Felix’in dünya rekorunu benzer şekilde 135.890 fitten (41.42 km) atlayarak kırdı.
NOAA / Sıçramayı Kaldır
Hava balonlarının tasarım ve çalışma özellikleri
Hava balonları, sadece birkaç parçadan oluşan en basit enstrümanlardan biri olmaları bakımından diğer enstrümanlardan farklıdır. Bu nedenle, aynı zamanda en ucuz olanlardan biridir. Tipik bir hava balonu genellikle dört-beş ana bölümden oluşur:
1,8 metreye kadar olan gerçek balon , hidrojen veya helyumla doldurulmuş lateks veya sentetik kauçuktan (neopren) yapılmıştır. Fırlatma sırasında balon duvarları 0,051 mm kalınlığındadır ve maksimum irtifada, daha düşük hava basıncı nedeniyle (yere ne kadar yakınsa, o kadar yüksek olur), balon 20 fit genişlerken yalnızca 0,051 mm kalınlığındadır. Bu nedenle, her balon kaçınılmaz olarak çöker.
Radiosonde , hava durumu hakkında veri toplayan birçok sensörden oluşan bir cihazdır. Cihaz yüksek rakımlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve -139°F (-95°C) kadar düşük sıcaklıklara dayanabilir. Radyosonda üzerindeki bir verici, toplanan verilerle birlikte neredeyse gerçek zamanlı olarak her birkaç saniyede bir radyo üzerinden bir sinyal gönderir. Radyo icat edilmeden önce, bu tür enstrümanların toplanan verileri almak için özellikle yere dönmesi gerekiyordu.
Buna karşılık, radyosondalar da amaçlarına bağlı olarak farklı tiplerde olabilir. Örneğin ozonesonde, çeşitli irtifalarda ozon konsantrasyonunu ölçer.
Fotoğraf ve video kaydı için hava balonlarına başka enstrümanlar da monte edilir. Bazen balonun altındaki bir “alet kutusu” yerine, 5 veya daha fazla parçadan oluşan bir dizi gelişir.
Bir kablo birinci ve ikinci öğeleri birbirine bağlar: balon ve alet(ler).
Paraşüt , bazen balon ile radyosonda veya balon çöktükten sonra bunların güvenli bir şekilde yere dönmesini sağlayan diğer aletler arasında bulunan bir elementtir. Genellikle bir adres ve teslimat talimatları içeren bir zarfı vardır. İnsanlar her yıl bu tür cihazları iade ederek yeniden kullanılmalarına izin veriyor ve bütçeler söz konusu olduğunda hükümetler tarafından bozulmayan hava hizmetleri için para biriktiriyor. NOAA’ya göre ABD’de üretilen 75.000 sondanın yaklaşık %20’si insanlar tarafından kurtarıldı.
Çalışma özellikleri
Balonun yapısına zarar vermeden tırmanabileceği maksimum irtifa, Armstrong sınırı (18–19 km / 11–12 mi) ile Karman hattı (85 km / 53 mi) arasındaki konumundan dolayı “yakın uzay” olarak da adlandırılır. Balon uçuş rekoru 53,7 km’dir. Bu nedenle, hava durumu hakkında veri toplamak için “tek” araçlar olduklarının farkına varmayan insanlar tarafından genellikle UFO’larla karıştırılırlar.
Ancak bu yükseklik bile sınır değildir. Hemen değil, yörüngeye yerleştirildikten sonra gazla dolan sözde balon uydular da vardır. Özellikle atmosferik yoğunluk gözlemleri ve sözde “uzay havası” için kullanılırlar: güneş basıncı hesaplamaları, güneş rüzgarının yörünge üzerindeki etkisinin tahmini ve diğerleri. Bu tür ilk balon veya daha doğrusu uydu olan Echo 1, 1960 yılında 1.600 km (990 mil) yüksek bir yörüngeye fırlatıldı.
Tersi de doğrudur: ticari uyduları uzaya götürmek için daha yüksek maliyetli bir roket yerine daha ucuz bir balon “taksi hizmeti” vardır .
Sadece rakıma göre değil, balonların atmosferde kalma süresine göre de rekorlar kırılıyor, bu da Dünya hakkında daha uzun süre ve daha geniş bir alanda veri toplanmasına olanak sağlıyor. Örneğin World View Enterprises balonu 16 gün sürdü ve şirketin hedefi 60 gün. İkincisinin projesi, halihazırda uzay turizmi alanına ait olan bir grup insan için beş günlük bir uçuşu da içeriyor.
Balonun yükselme hızı, doldurulan gaz miktarı ile kontrol edilir.
Balonlar saatte 200 mile varan hızlarda seyahat eder ve 125 mil veya daha fazla mesafeleri kapsar.
Bireysel yüksek hava balonları ise, genellikle orta stratosferde (60.000 ila 70.000 fit / 18 ila 21 km) aynı yükseklikte ve aynı yerde mümkün olduğu kadar uzun süre kalacak şekilde tasarlanmıştır. Özel tasarımları ve özellikleri nedeniyle, atmosferdeki yerlerini başarıyla “işgal ederler” ve hiçbir yere hareket etmezler, hava verilerini tek bir alanda toplarlar. Uydulara atmosfer analogları gibi davranırlar. Yani bunlar sözde “durağan balon uyduları”.
Hava balonlarının sınırlamaları
Halihazırda açıklığa kavuştuğu gibi, genel hava balonlarının diğer hava araçlarıyla karşılaştırıldığında ana dezavantajı, sınırlı irtifaları (yine de inanılmaz derecede yüksek olmalarına rağmen) ve kaçınılmaz atmosferik çöküşleridir. Bir istasyon veya radar yıllarca çalışıyorsa, bir gün için bir balon var olur. Aşırı hava koşullarında bir hava balonu da kolayca hasar görebilir. Bu nedenle, onları fırtınalar sırasında fırlatmak, başlangıçtan itibaren normal işleyişlerine dair 100 garanti vermez.
