Os balões meteorológicos coletam dados importantes da atmosfera. Justin Bane / EUA Marinha / Getty Images Em uma estação meteorológica isolada no centro dos Estados Unidos, um técnico emerge de um pequeno galpão de tijolos segurando um balão. Não é qualquer balão de festa de aniversário, lembre-se, mas um enorme, esfera branca com mais de 1,5 metros de diâmetro. Preenchido com mais de 300 pés cúbicos (8,5 metros cúbicos) de gás hélio, o enorme balão puxa contra a mão do cientista com uma força de cerca de dois quilos. Por outro lado, o cientista pega uma radiossonda, uma caixa de papelão leve cheia de instrumentos científicos amarrados ao fundo do balão. Caminhando para uma clareira vazia, ele gentilmente libera o balão e a radiossonda.
Conforme o balão se afasta da Terra, a radiossonda já está trabalhando duro, transmitir informações atmosféricas de volta aos data centers.
Depois de uma hora, o balão subiu para quase 100, 000 pés (30, 480 metros). Esta é a estratosfera, a penúltima camada atmosférica antes do espaço sideral. Abaixo, as características da Terra são obscurecidas por uma espessa camada de nuvem. Acima de, o céu azul desbotou para o preto escuro. É uma bela vista, um visto apenas por um punhado de astronautas e pilotos de teste.
Para o balão, essas vistas deslumbrantes serão seus últimos momentos. Ao longo de sua ascensão, o balão está se expandindo. Pode ter começado modestamente, mas agora, em quase 18 milhas (29 quilômetros) de altura, o balão inchou até ficar do tamanho de um caminhão em movimento. Esticado ao seu limite, a borracha sintética fina do balão se rompe e envia a minúscula radiossonda de volta à Terra. Em segundos, o vento pega um pequeno, pára-quedas laranja e retarda a descida do dispositivo. Horas depois - e centenas de quilômetros de onde decolou pela primeira vez - o balão meteorológico toca o solo.
Cada dia, centenas de balões meteorológicos em todo o mundo realizam este dramático, viagem ao espaço próximo. Mais de 70 anos depois que os cientistas enviaram o primeiro balão meteorológico experimental, eles continuam sendo os burros de carga das previsões meteorológicas modernas. Seja um aviso de tornado ou a previsão do tempo no noticiário das 6 horas, balões meteorológicos são o que mantém as pessoas no solo sintonizadas com o funcionamento meteorológico da alta atmosfera.
Que tipo de informação um balão meteorológico coleta, e como ele realiza essa façanha? Leia mais para descobrir.
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Em 1785, O balonista francês Jean-Pierre Blanchard decolou de Paris em uma viagem recorde através do Canal da Mancha. Junto com a viagem estava John Jeffries, um médico americano conhecido por se interessar pela observação do tempo. Nos céus acima da Europa do Norte, Jeffries esperava registrar algumas das primeiras medições da atmosfera superior. Quando o balão chegou perigosamente perto de colidir com o Canal da Mancha, Contudo, Jeffries foi forçado a jogar seu equipamento ao mar para aliviar a carga.
Hoje, balões meteorológicos fazem a maior parte do trabalho para nós, permitindo que os especialistas fiquem com segurança no solo. Só nos Estados Unidos, balões meteorológicos são lançados duas vezes por dia em 92 estações meteorológicas. Isso dá um total de 67, 160 balões por ano. No mundo todo, mais de 900 estações meteorológicas dependem do lançamento diário de balões meteorológicos.
É quase impossível prever o tempo sem conhecer as condições da alta atmosfera. Pode estar ensolarado e tranquilo ao nível do mar, mas aos 18, 000 pés (5, 486 metros), um fraco sistema de tempestades logo pode se transformar em algo mais perigoso. Enviando esquadrões regulares de balões para medir as condições da alta atmosfera, meteorologistas podem controlar as tempestades que se formam.
Um século atrás, os cientistas só podiam prever o tempo a partir de medições feitas no solo. Com um conjunto de dados tão limitado, o melhor que os meteorologistas podem fazer é prever o tempo em algumas horas no futuro. Com balões meteorológicos, no entanto, os cientistas podem traçar as condições meteorológicas com dias de antecedência.
Essa informação não apenas mantém os corredores longe da chuva - ela salva vidas. Os dados meteorológicos de alta altitude são essenciais para prever desastres naturais como tornados, tempestades ou inundações repentinas. Graças aos balões meteorológicos, os funcionários podem embaralhar suprimentos e equipes de emergência para uma área afetada horas antes de um desastre climático acontecer.
Como modelos de foguetes e aviões controlados remotamente, balões meteorológicos também entraram no mercado de hobby. Em 2009, Os cientistas do Massachusetts Institute of Technology Oliver Yeh e Justin Lee usaram um balão meteorológico, um refrigerador, um telefone celular e uma câmera digital para tirar uma fotografia da Terra em grande altitude por menos de US $ 150.
Breve, outros amadores estavam montando suas próprias câmeras próximas ao espaço. Claro, Yeh e Lee alertam que lançar coisas na estratosfera pode ser perigoso [fonte:Project Icarus]. Se não estiver equipado com pára-quedas adequados, um balão meteorológico amador pode se tornar um projétil mortal se cair em uma área urbana. Os balões também poderiam provocar um desastre ao serem sugados pelos motores a jato de um avião que passava. Se você começar a construir seu próprio projeto de ciências de alta altitude, certifique-se de seguir todas as precauções adequadas.
Balões especialmente projetados para grandes altitudes também são usados com frequência pela NASA para realizar experimentos próximos ao espaço. Durante uma chuva de meteoros, um balão de alta altitude pode coletar poeira cósmica emitida pelas rochas espaciais que passam. Balões "inteligentes" do tamanho de bolas de praia foram lançados para controlar as condições climáticas nas instalações da NASA antes do lançamento do foguete [fonte:Mullins]. A NASA até brincou com o envio de balões de grande altitude para sondar a atmosfera ao redor de Marte.
Veremos mais de perto os componentes de um balão meteorológico na próxima página.
Passeio de balãoPor que deixar as radiossondas se divertirem? Em julho de 1982, o motorista de caminhão Larry Walters amarrou 42 balões meteorológicos a uma cadeira de jardim com o objetivo de voar para fora de Los Angeles, seguindo as correntes de vento sobre o deserto, e vindo para descansar em segurança nas Montanhas Rochosas. Os balões tinham mais força de elevação do que Walters esperava, Contudo, e dentro de minutos, sua cadeira de gramado voadora tinha disparado para um frio de 16, 000 pés (4, 879 metros). Agradecidamente, Walters tinha uma arma de ar comprimido a bordo, e ele foi capaz de atirar em alguns dos balões, descendo com segurança para um quintal em Long Beach, Na Califórnia
Ocasionalmente, um proprietário americano acorda e encontra um balão meteorológico gasto em seu quintal. É uma visão estranha:tiras esfarrapadas de neoprene, cabos emaranhados, um pára-quedas amassado e uma pequena caixa de papelão. Não é nenhuma surpresa que os balões meteorológicos sejam freqüentemente confundidos com espaçonaves extraterrestres.
O componente central de toda a montagem é o radiossonda , uma caixa de papelão do tamanho de uma caixa de sapatos embalada com três instrumentos atmosféricos básicos:
A radiossonda também possui um transmissor de rádio de baixa potência para retransmitir dados de todos os três instrumentos de volta para os receptores no solo. Uma pequena bateria fornece energia para a radiossonda.
A vantagem de uma radiossonda é que os cientistas não precisam recuperar o dispositivo para obter dados meteorológicos. Nas décadas de 1920 e 30, quando os meteorologistas usaram pipas ou aeronaves para medir dados meteorológicos da alta atmosfera, especialistas teriam que esperar até que a aeronave pousasse ou a pipa fosse enrolada antes que pudessem começar a fazer cálculos meteorológicos.
Segurando toda a montagem no alto está um grande balão feito de neoprene , uma borracha sintética. Os balões são preenchidos com hélio ou hidrogênio, dependendo das preferências de cada estação de lançamento. O hidrogênio é mais barato, tem melhor capacidade de levantamento, e pode ser facilmente extraído da água. Contudo, o hidrogênio também é muito inflamável - um fato que fez com que muitas estações meteorológicas com medo de explosões adotassem o hélio.
Completamente, um conjunto completo de balão meteorológico custa cerca de algumas centenas de dólares. Um foguete de alta altitude, por outro lado, pode custar várias centenas de milhares de dólares por um único voo. Mesmo um vôo de aeronave de alta altitude pode custar milhares de dólares por hora. O preço relativamente barato dos balões meteorológicos é o que os manteve como o dispositivo ideal para registrar dados meteorológicos por mais de seis décadas.
Encontros íntimosCom tantos milhares de balões meteorológicos lotando os céus, é inevitável que alguns sejam confundidos com espaçonaves alienígenas. O caso mais conhecido foi em julho de 1947, quando oficiais militares em Roswell, N.M., surpreendeu o mundo com relatos de que eles recuperaram os restos de um "disco voador". Mais tarde, Contudo, relatórios do governo mostraram que os destroços eram de um balão experimental ultrassecreto usado para monitorar testes nucleares soviéticos.
Em um campo isolado no meio da Austrália, Funcionários da NASA inflaram lentamente um enorme balão de hélio que transportaria um telescópio de raios gama de US $ 2 milhões para a atmosfera superior. O local era perfeito para o lançamento de um balão:plano, seco e claro. Antes que o balão estivesse totalmente inflado, Contudo, uma súbita rajada de vento atingiu o balão e o lançou através do campo. Os membros da tripulação correram para salvar suas vidas quando o telescópio colidiu com um SUV próximo e rasgou uma cerca antes de desmoronar em uma pilha a mais de 492 pés (150 metros) de distância.
Das muitas coisas que podem dar errado durante o lançamento de um balão, deixar um rastro de destruição é obviamente um dos piores. A maioria dos balões meteorológicos, por outro lado, são lançados sem problemas. Nos Estados Unidos, as estações meteorológicas normalmente terão um galpão no local construído especialmente para a inflação do balão. Para preparar um balão para o lançamento, um técnico primeiro fixa o balão a um bico e começa a enchê-lo com hélio ou hidrogênio. À medida que preenche, ele testa a bateria da radiossonda, sintoniza o equipamento de rádio e conecta todo o conjunto com um pedaço de fio de náilon.
Assim que o balão ficar do tamanho de uma bola de ioga, o técnico o amarra e o conduz para fora. Andando no balão a uma curta distância das árvores, linhas de energia e outros obstáculos, ele simplesmente dará um leve empurrão para cima.
Assim que o balão começar a flutuar, a radiossonda começa a funcionar, transmitir dados para computadores meteorológicos no solo. Em tempo real, esses computadores plotam os dados em modelos meteorológicos tridimensionais e os enviam para estações meteorológicas em todo o país. Técnicos de solo, Enquanto isso, rastreie o balão subindo com equipamento de radar. Ao notar o movimento lateral do balão ascendente, eles podem calcular a velocidade e direção do vento em diferentes altitudes.
Há um motivo pelo qual os balões meteorológicos não flutuam simplesmente no espaço. Conforme o balão se afasta da Terra, há menos ar para empurrar contra a parte externa do balão. Com menos pressão de ar para controlá-lo, o gás dentro do balão se expande conforme sua altitude aumenta. O balão só pode se expandir até certo ponto, Contudo, e normalmente estourará em altitudes acima de 15 milhas (24,1 quilômetros) - cerca de três vezes mais alto do que o Monte Everest.
Se a radiossonda simplesmente caísse para a terra, pode causar estragos mortais nos assentamentos humanos abaixo. É por isso que cada balão meteorológico tem um pequeno paraquedas conectado ao cabo que une a radiossonda ao balão. Conforme o balão sobe, o pára-quedas permanece dobrado pela lufada de ar descendente. Quando a montagem começa a descer, Contudo, o paraquedas foi aberto, desacelerando o balão para uma velocidade administrável de 22 milhas por hora (9,8 metros por segundo).
A maior parte do tempo, balões meteorológicos simplesmente se transformam em lixo após uma viagem ao espaço próximo. Se os balões pegarem uma rajada de vento particularmente forte, eles podem viajar centenas de quilômetros - aterrissando em qualquer lugar, desde um pântano pantanoso até os picos nevados das Montanhas Rochosas. Enviar helicópteros para recolher quase 200 balões meteorológicos lançados nos Estados Unidos a cada dia simplesmente não está no orçamento.
Contudo, dentro de cada radiossonda há um grande envelope com postagem pré-paga. Se você alguma vez se deparar com um balão meteorológico antigo, basta colocá-lo dentro do envelope e colocá-lo em uma caixa de correio, e dias depois ele será devolvido ao Serviço Nacional de Meteorologia para voar novamente.
Balões AssassinosNos últimos dias da Segunda Guerra Mundial, os militares japoneses amarraram bombas no fundo dos balões meteorológicos e os enviaram flutuando em direção ao Canadá e aos Estados Unidos. Os japoneses imaginaram que os balões desencadeariam uma onda de incêndios florestais e explosões mortais, retardando o avanço americano no Pacífico. A propaganda japonesa relatou que os balões mataram 10, 000 americanos, Mas na realidade, o único caos causado foi a morte de seis pessoas.
