در ایستگاه آب و هوایی دورافتاده در مرکز ایالات متحده تکنسینی در محل آجری کوچکی با بادکنکی در دست ظاهر می شود. البته این بادکنک برای مهمانی تولد نیست. این کره بزرگ و سفید رنگ بیش از ۵ فوت (۱٫۵ متر) قطر دارد که با بیش از ۳۰۰ فوت مکعب (۸٫۵ متر مکعب) گاز هلیوم پر شده است که کشش عظیم بالن در دست دانشمند نیرویی در حدود چهار پوند را وارد می کند. از سویی دیگر رادیوسوند جعبه مقوایی سبک وزنی دارد که با ابزارهای علمی پر شده است که به پایین بالن بسته شده اند. تکنسین به مکانی مسطح و باز قدم بر می دارد و به آرامی بالن و رادیوسوند را آزاد می کند.

همانطور که بالن از سطح زمین دور می شود رادیوسوند کار می کند و اطلاعات اتمسفری را به مراکز دیتا می فرستد.

بعد از یک ساعت، بالن به تقریبا صدهزار فوتی (۳۰۴۸۰ متری) صعود می کند. این ارتفاع دومین لایه اتمسفری به نام استراتوسفر قرار گرفته است. در زیر خصوصیات زمین توسط لایه ضخیمی از ابر پوشیده شده است. در بالا آسمان آبی با سیاهی تیره محو شده است. این منظره زیبایی است جایی که فقط توسط چندین فضانورد و خلبان آزمایشی دیده شده اند.

برای این بالن، این مناظر هیجان انگیز آخرین لحظات است. در پی صعود بالن منبسط می شود. ممکن است هم اکنون تقریبا به ۱۸ مایلی (۲۹ کیلومتری) بالا رفته باشد و بالن به اندازه یک کامیون در حال حرکت متورم شدن باشد و بیش از حد خود منبسط می شود ولاستیک نازک بالن منفجر می شود و رادیوسوند کوچک به سطح زمین به آرامی برمی گردد. در عرض چند ثانیه چتر نجاتی کوچک و نارنجی دارد که سقوط وسیله را آهسته تر می کند. ساعت ها بعد و صدها مایل دورتر از جایی که به بالا ارسال شده بود بالن سطح زمین را لمس می کند.

 هر روز صدها بالن در اطراف جهان این سفر به فضای چشمگیر را بر عهده گرفته اند. پس از ۷۰ سال بعد از اینکه دانشمندان اولین بالن آب و هواییی آزمایشی را فرستاندند آنها همچون اسب های باری برای پیش بینی های آب و هوایی مدرن باقی مانده اند. اینکه هشدار گردباد در مورد یا گزارش آب و هوا را در ساعت نه شب می شنوید به لطف بالن های آب و هوایی است که ما را از عملکرد هواشناسی جو بالایی زمین آگاه می کنند.

استفاده از بالن آب و هوایی

در سال ۱۷۸۵، مرد بالن سوار فرانسوی به نام ژان پیر بلانچارد از پاریس رکورد سفری در طی کانال انگلیس زد. همراه وی جان ژافیر فیزیکدان آمریکایی بود که به طور تفریحی کار مشاهده آب و هوا را انجام می داد. در آسمان بالای اروپای شمالی، ژافیر امیدوار بود تا بتواند بعضی از اندازه گیری ها را برای اولین بار در جو بالایی اتمسفر انجام دهد. هنگامی که بالن به طور خطرناکی نزدیک به کانال انگلیس شد دچار حادثه شد و ژافیر مجبور شد تا ابزار خود را برای سبک کردن بار به بیرون به سمت آب پرتاب کند.

امروزه بالن های آب و هوایی عمده این کار را برای ما انجام می دهند و این امکان را به کارشناسان می دهند تا در روی زمین به سلامت باقی بمانند. در ایالات متحده به تنهایی بالن های آب و هوایی دو بار در روز در ۹۲ ایستگاه آب و هوایی به هوا فرستاده می شوند. این در حدود ۶۷۱۶۰ بالن در هر سال به پرواز در می آید. در سطح جهان بیش از ۹۰۰ ایستگاه آب و هوایی به پرواز روزانه بالن آب و هوایی متکی هستند.

تقریبا غیرممکن است تا آب و هوا را پیش بینی کرد بدون اینکه درباره شرایط جو بالایی اتمسفر بدانیم. ممکن است هوا در سطح دریا آرام باشد و آسمان آفتابی باشد اما در ۱۸۰۰۰ فوتی (۵۴۸۶ متری) سیستم طوفان ضعیفی دارد فعالیت می کند که به زودی می تواند به طوفانی سهمگین در روی زمین بدل شود. با فرستادن منظم و گروهی بالن ها به بالا و اندازه گیری جو بالایی، آب و هواشناسان می توانند طوفان ها را پیش بینی کنند.

یک قرن پیش دانشمندان تنها می توانستند آب و هوا را از طریق اندازه گیری هایی که از روی زمین انجام می دادند  پیش بینی کنند. با چنین مجموعه دیتای محدودی بهترین هواشناسان می توانستند حداکثر آب و هوا را طی چند ساعت آینده پیش بینی کنند. گرچه با بالن های آب و هوا دانشمندان می توانند شرایط آب و هوایی را برای روزها جلوتر پش بینی کنند.

این اطلاعات تنها کسانی که پیاده راه می روند را از باران دور نگه نمی دارد بلکه جان هایی را می تواند حفظ کند. دیتای آب و هوایی اندازه گیری شده در ارتفاع بالا برای پیش بینی فاجعه های طبیعی آینده مانند گردباد، طوفان هایی با رعد و برق یا سیل های برق آسا حیاتی هستند. به لطف بالن های آب و هواست که ادرات می توانند به تقلا بیفتند تا تدارکات کافی ببینند و پرسنل اورژانسی ساعت ها قبل از اینکه وقایع فاجعه بار آب و هوایی رخ بدهند آماده شوند.

مانند راکت های مدل و هواپیماهای کنترل شده از راه دور، بالن های آب و هوا نیز وارد بازار سرگرمی شده اند. در سال ۲۰۰۹، اولیور یه و جاستین لی از دانشمدان موسسه فناوری ماساچوست از بالن آب و هوا استفاده کردند تا یک کولر، موبایل و یک دوربین دیجیتالی برای عکاسی به ارتفاعات بالای زمین با هزینه ای کمتر از ۱۵۰ دلار بفرستند.

به زودی، علاقه مندان دیگری هم دوربین های نزدیک به فضای خود بهره بردند. البته به پرواز درآوردن این بالن ها در  استراتوسفر می تواند خطرناک باشد. اگر به چتر نجات مناسبی مجهز نشده باشند یک بالن آب و هوای آماتوری هم می تواند به مانند پرتابه ای کشنده تبدیل شود اگر در منطقه ای شه ری سقوط کند. بالن ها همچنین می توانند به فجایعی منجر شوند مانند اینکه توسط موتورهای جت هواپیماهای مسافربری که دارند عبور می کنند مکیده شوند. اگر شروع به ساخت پروژه علمی خود در ارتفاع بالا کرده اید ابتدا مطمئن شوید که احتیاط های مناسب را دنبال می کنید.

بالن هایی که به طور ویژه ای برای ارتفاعات بالا طراحی شده اند مکررا توسط ناسا برای اجرای آزمایش های نزدیک فضا استفاده می شوند.  در طی رگبار، بالن در ارتفاع بالا می تواند گرد و غبار کهکشانی که از اجرام عبوری پخش می شوند جمع آوری کند. بالن های هوشمند در اندازه توپ برای دنبال کردن شرایط آب و هوایی در باریکه ای از منطقه که تاسیسات ناسا وجود دارد به بالا فرستاده می شوند پیش از اینکه راکت پرتاب شوند. ناسا حتی با فرستادن بالن ها به ارتفاعات بالا برای کارهایی چون کاووش در مورد اتمسفر اطراف مریخ بهره می برد.

سواری بالن

چرا رادیوسوندها این همه سرگرم کننده هستند؟ در جولای ۱۹۸۲، لری والتر راننده کامیون ۴۲ بالن آب و هوا را به صندلی چمنی وصل کرد با این هدف که در لس آنجلس به پرواز درآید به دنبال جرنات بادی که در بیابان سرگردان شد و به سلامت به رشته کوههای راکی رسید. بالن ها قدرت بالابری بیشتری داشتند و در طی دقایقی صندلی چمن در حال پرواز به سرمای ۱۶۰۰۰ پا رسیدخوشبختانه، والترز با اسلحه هوایی قادر بود تا تعدادی از بالن ها را از بین ببرد تا اینکه این صندلی به سلامت در حیاط لانگ بیچ در کالیفرنیا پایین بیاید.