Meteorologický balón

Počasí balón je plynová bublina používá v oblasti meteorologie a kosmonautiky . Jedná se o bezobslužný balón, který se používá k provádění místních měření v atmosféře díky řadě nástrojů umístěných na palubě v lusku zvaném radiosonda , stejně jako radarový reflektor nebo radiolokační systém, který jej sleduje, a proto určuje rychlost větru . Meteorologický balón vynalezl Gustave Hermite v roce 1892.

Jeho hlavním zájmem je být schopen dosáhnout výšek nejméně 35  km , rekordních 53  km , obtížně dosažitelných konvenčnějšími prostředky, jako jsou letadla , a za cenu mnohem nižší než sondážní raketa nebo satelit .

Příběh

Rozvoj znalostí v meteorologii vyžaduje znalost proměnných větru, teploty, tlaku a vlhkosti jak na zemi, tak ve výšce. Na konci XIX th  století , vědci a meteorologové mají jen velmi řídké údaje o povrchu. Gustave Hermite, francouzský vynálezce, dostal nápad uvolnit balón, ke kterému by připojil nástroje. Rádio však ještě není vynalezeno, musí tyto nástroje obnovit hledáním místa pádu po výbuchu balónu. the17. září 1892, Hermit vypustil svůj první meteorologický balón vyrobený z papíru potaženého ropou . Měla průměr čtyři metry a nesla rtuťový barometr o hmotnosti 1,2  kg .

Jeho myšlenka se zpočátku šířila pomalu, ale vědci jako Léon Teisserenc de Bort a Richard Aßmann díky tomuto systému objevili tropopauzu , stratosféru a další vrstvy atmosféry. Po několika zkouškách od roku 1927 , Pierre Idrac a Robert Bureau zkombinoval senzory s malým lampa rádiového vysílače , který retransmitted naměřených hodnot na zem v reálném čase. První let meteorologického balónu, který znovu vysílá měření teploty rádiem, se provádí dále17. ledna 1929v Trappech . Obnova dat již nezávisí na náhodném obnovení vraku balónu, je to zrod moderní radiosondy.

V roce 1940 radiosondes zcela nahradily letecké meteografy pro denní průzkumy. Odtamtud meteorologové využijí shromážděné informace k vytvoření koncepčního modelu atmosférické cirkulace a jeho integraci do předpovědi počasí .

Typy

Existuje několik typů meteorologických balónů:

Různé komponenty

Meteorologický balón je tvořen letovým řetězem složeným z:

Použití

Existují tři kategorie použití meteorologických balónů:

Typické použití

Většina experimentálních balónků má za cíl studovat atmosféru (například: ozonovou vrstvu) a jsou implementovány profesionály, jako je CNES nebo univerzity .

Existují také meteorologické balóny , jejichž účelem je zaznamenávat teplotu , vlhkost , rychlost a sílu větru, které pomáhají při přípravě předpovědi počasí  : tyto se nazývají radiosondes . Úniky těchto balónů jsou vyrobeny dvakrát denně v 0  h UT a 12  hodin GMT, podle úmluvy o Světové meteorologické organizace . Na těchto vydáních se podílejí všechny země světa a distribuce stránek je předmětem dohod. Například ve Francii existuje sedm rozhlasových stanic.

Amatérské použití

Meteorologické balóny již dlouho vypouštěli radioamatéři. Například v 70. letech 20. století ve Francii existovaly „sondy ANJOU“, které přenášely do atmosféry širokopásmové amatérské rádiové relé, které umožňovalo dálkové rádiové spojení. Protože horizont viděný z balónu je dán vztahem, kde h je nadmořská výška balónu, má balón ve výšce 35 000  metrů svůj horizont na 767  km a rádiové spojení v přímém pohledu je možné, zatímco útlum signálu emitované vysílačem balónu je velmi nízká. To vysvětluje, proč je signál přijímaný na zemi pro vysílač s velmi nízkým výkonem 100 až 500  milliwattů vynikající. Z tohoto důvodu je zájem o rádiové a meteorologické experimenty radioamatéry.

Vzhledem k tomu, že balón může nést více lusků, lze v jednom přepravovat i plně barevný kamerový systém ATV pro přímou televizi . Náboj balónu může tvořit například amatérský rádiový pod, následovaný školním a televizním podem. Lusky lze oddělit nebo spojit dohromady a vytvořit tak kompaktní blok se stranou asi 30  cm . Celková hmotnost koule, koše a příslušenství nesmí překročit 4  kg . Amatérské balóny jsou uvolňovány amatérskými rádiovými asociacemi, pokud jsou na palubě vysílače. Izolované, nehlášené a neoprávněné osoby nemohou vypustit do vesmíru balóny. Studenti, učitelé, amatéři a radioamatéři mohou být zapojeni do stejného projektu a pracovat jako tým, na dokončení projektu a jeho hlášení civilnímu letectví.

Jiná amatérská rozhlasová sdružení nemusí nutně mít projekt se školami, ale ve všech fázích jejich úsilí je přítomno velké publikum, včetně mladých lidí (např. Balóny BOUFIGO v regionu Marseille ). Často spolupracují s dalšími organizacemi, jako je civilní bezpečnost . Hlavní modul je vybaven vysílačem VHF nebo UHF. Ve Francii je podle mezinárodních konvencí IARU vyhrazená frekvence 144 650  MHz . Frekvence kolem 434 650 MHz jsou široce používány po celém světě. Přenosy během vzestupné dráhy letu mohou být použity pro akce na palubních zařízeních s výkonovými součástmi, jako jsou relé, servomotory nebo jiné interaktivní systémy. Radioamatéři mohou experimentovat a inovovat pomocí heliových nebo solárních balónků ovládáním výšky balónu pomocí ventilu. Mohou také provést pokles nebo výbuch obálky najednou a pro velmi přesnou nadmořskou výšku. Nakonec je možné vzdáleně upravit trajektorii balónu pomocí předřazeného kanálu UHF nebo VHF, který přenáší kódovaná data do balónu. Uživatelé mohou sledovat pohyb balónu na základní mapě pomocí vhodného softwaru, protože modul GPS spojený s vysílačem a rozhraním APRS umožňuje přesnou lokalizaci gondoly v reálném čase během téměř celého letu od roku 1996 ve Francii. Míra obnovy pak může dosáhnout 100% díky předpovědím trajektorie pomocí stále spolehlivějších předpovědí větru dostupných na internetu. Díky těmto předpovědím a údajům GPS během letu lze někdy dosáhnout bodu pádu s přesností řádově 250 až 500 metrů. Amatérské týmy pro rádiové zotavení jsou často na místě pádu před příchodem balónu, aby zajistily vytažení zařízení z gondoly. Radioamatéři v oblasti civilní bezpečnosti se často účastní tréninku výzkumu v přírodě. Viz FNRASEC.

Meteorologické balóny jsou skvělými vektory pro experimenty. To je důvod, proč například ve Francii CNES ve spolupráci se sdružením Planète Sciences umožňuje mladým lidem vytvářet si vlastní zkušenosti v rámci programu „A ball for school“. Ty pak budou zavěšeny na košíku pod latexovým balónem, který může dosáhnout výšky 25 až 30  km . Tyto experimenty již provedené na mnoha školách (~ 150 ročně) umožňují studentům studovat atmosféru, znečištění, pořizovat fotografie nebo filmy v různých nadmořských výškách. Tyto projekty musí být zahájeny na začátku školního roku a jejich vydání probíhá od března do května. Statisticky a díky nálepce umístěné na gondole jsou obnoveny 2 balóny ze 3. Pozemní výzkum je prováděn konvenčním zaměřením - nález prováděný radioamatéry, kteří organizují obnovu na žádost škol. Míra obnovy lusků může v tomto případě také dosáhnout 100%.

Od příchodu akčních kamer amatéři nebo specializované společnosti odklonily použití meteorologických balónů k dosažení stratosféry a vytváření nádherných obrazů předmětů, značek nebo log.

Poznámky a odkazy

  1. Světová meteorologická organizace , „  Meteorologický balón  “ , Glosář meteorologie , Eumetcal (přístup k 26. listopadu 2013 )
  2. „  Dobytí třetí dimenze: Radiosondage  “ , Měření atmosféry , Météo-France (přístup 26. listopadu 2013 )
  3. „  Dobytí třetí rozměr: sondážní balóny  “ , Měřicí atmosféru , Météo-France (přistupovat 26. listopadu 2013 )
  4. (in) "  Výzkum balónu Float se k 50km Altitude  " , Institute of Space a astronautické vědy, JAXA (k dispozici na 1. st únor 2018 ) .
  5. „Bureau (Robert)“ (verze z 29. října 2007 v internetovém archivu ) , Météo-France
  6. Světová meteorologická organizace , „  Meteorologický balón  “, na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  7. Světová meteorologická organizace , „  Balón s konstantním objemem  “, na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  8. Světová meteorologická organizace , „  Balón s konstantní úrovní  “, na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  9. Světová meteorologická organizace , „  Tethered Balloon Survey  “, na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  10. Světová meteorologická organizace , „  Ballon cerf létání  “ , na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  11. Světová meteorologická organizace , „  Tetrahedral Balloon  “, na Eumetcalu (přístup 26. listopadu 2013 )
  12. (in) JK Angell and DH Pack , „  Analysis of low-level Constant Volume Balloon (tetroon) Flights from Wallops Island  “ , Journal of Atmospheric Sciences , AMS , sv.  19, n o  1,ledna 1962( ISSN  1520-0469 , shrnutí , číst online [PDF] , přístup 26. listopadu 2013 )
  13. Světová meteorologická organizace , „  Airship Survey ,  “ na Eumetcal (přístup k 26. listopadu 2013 )
  14. Světová meteorologická organizace , „  Rocket Balloon Survey  “, na Eumetcal (přístup 26. listopadu 2013 )
  15. „  Un Ballon Pour l'École (UBPE)  “ , Planète sciences (přístup k 26. listopadu 2013 )
  16. Méprises Du Ciel, „  Amatérské video s legem  “ , na youtube.com ,18. srpna 2017
  17. „  Společnost nabízející uvedení značek ve stratosféře  “ na publicom.space (přístup 30. června 2020 )

Podívejte se také

Související články

externí odkazy

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">