Balon meteorologic

Un balon meteo este un balon cu gaz utilizat în domeniile meteorologiei și astronauticii . Este un balon fără pilot, folosit pentru a face măsurători locale în atmosferă datorită unui număr de instrumente puse la bord într-un pod numit radiosondă , precum și un reflector radar sau un sistem de radiolocație pentru a-l urmări și, prin urmare, a determina viteza vântului. . Balonul meteorologic a fost inventat de Gustave Hermite în 1892.

Principalul său interes este să poată atinge altitudini de cel puțin 35  km , recordul fiind de 53  km , dificil de obținut cu mijloace mai convenționale precum avioanele și la un cost mult mai mic decât o rachetă sonoră sau un satelit .

Poveste

Dezvoltarea cunoștințelor în meteorologie necesită cunoașterea variabilelor vântului, temperaturii, presiunii și umidității atât la sol, cât și la altitudine. La sfârșitul XIX - lea  secol , cercetătorii și meteorologii au date doar foarte rare pe suprafata. Gustave Hermite, un inventator francez, a avut ideea de a elibera un balon pe care ar fi atașat instrumente. Cu toate acestea, radioul nu este încă inventat, el trebuie să recupereze aceste instrumente căutând punctul de cădere după explozia balonului. 17 septembrie 1892, Hermite lansează primul său balon meteorologic din hârtie acoperită cu petrol . Avea un diametru de patru metri și avea un barometru de mercur de 1,2  kg .

Ideea sa s-a răspândit lent la început, dar cercetători precum Léon Teisserenc de Bort și Richard Aßmann , datorită acestui sistem, au descoperit tropopauză , stratosfera și celelalte straturi ale atmosferei. După câteva teste din 1927 , Pierre Idrac și Robert Bureau au combinat senzorii cu un emițător radio cu lampă mică, care a retransmis valorile măsurate la sol în timp real. Primul zbor al unui balon meteo care retransmite măsurarea temperaturii prin radio este efectuat pe17 ianuarie 1929în Trappes . Recuperarea datelor nu mai depinde de recuperarea aleatorie a resturilor de balon, ci nașterea radiosondelor moderne.

În 1940, radiosondele au înlocuit complet meteografele aeronavelor pentru sondaje zilnice. De acolo, meteorologii vor folosi informațiile culese pentru a dezvolta un model conceptual de circulație atmosferică și pentru a le integra în prognoza meteo .

Tipuri

Există mai multe tipuri de baloane meteorologice:

Diverse componente

Un balon meteo este alcătuit dintr-un lanț de zbor , alcătuit din:

Utilizări

Există trei categorii de utilizare a balonului meteo:

Utilizare tipică

Majoritatea baloanelor experimentale au scopul de a studia atmosfera (de exemplu: stratul de ozon) și sunt implementate de profesioniști precum CNES sau universități .

Există, de asemenea , baloane meteorologice , al căror scop este de a înregistra temperatura , umiditatea , viteza și forța vânturilor care ajută la pregătirea prognozelor meteo  : acestea se numesc radiosonde . Eliberarea acestor baloane se face de două ori pe zi la 0  h UT și 12  pm GMT, conform unei convenții a Organizației Meteorologice Mondiale . Toate țările lumii participă la aceste versiuni, iar distribuția site-urilor face obiectul acordurilor. În Franța, de exemplu, există șapte stații radio.

Utilizare amator

Baloanele meteo au fost lansate de mult timp de radioamatori. În anii 1970, de exemplu, în Franța existau „sonde ANJOU” care transportau în atmosferă un releu de radio amator în bandă largă pentru a permite legături radio pe distanțe lungi. Deoarece orizontul văzut din balon este dat de relația în care h este altitudinea balonului, un balon la altitudinea de 35.000  metri are orizontul său la 767  km și legătura radio în vizualizare directă este posibilă în timp ce atenuarea semnalului emis de transmițătorul balonului este foarte scăzut. Acest lucru explică de ce semnalul primit la sol pentru un transmițător de putere foarte mică de 100 până la 500 de  miliți este excelent. De aici și interesul pentru experimentele radio și meteorologice de către radioamatori.

Deoarece un balon poate transporta mai multe păstăi, un sistem de camere de televiziune direct ATV color poate fi transportat chiar într-o singură. De exemplu, un pod radio pentru amatori, urmat de un școală și un pod de televiziune poate constitui încărcătura unui balon. Păstăile pot fi separate sau unite între ele pentru a forma un bloc compact cu o latură de aproximativ 30  cm . Masa totală a ansamblului bilă, coș și accesorii nu trebuie să depășească 4  kg . Baloanele amatorilor sunt eliberate de asociațiile radioamatorilor atunci când există emițătoare la bord. Nu pot exista baloane lansate de persoane izolate, nedeclarate și neautorizate pentru a le emite în spațiu. Studenții, profesorii, amatorii și radioamatorii pot fi implicați în același proiect și pot lucra ca o echipă, pentru a finaliza un proiect și a-l raporta aviației civile.

Alte asociații de radioamatori nu au neapărat un proiect cu școlile, dar un public numeros este prezent în toate fazele eforturilor lor, inclusiv tinerii (de exemplu, baloane BOUFIGO în regiunea Marsilia ). Lucrează adesea în concert cu alte organizații, cum ar fi securitatea civilă . Podul principal este echipat cu un transmițător VHF sau UHF. În Franța, frecvența rezervată este de 144,650  MHz conform convențiilor internaționale IARU . Frecvențele în jur de 434.650 MHz sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume. Transmisiile pe parcursul zborului ascendent pot fi utilizate pentru acțiuni la experiențele de la bord cu componente de putere precum relee, servomotoare sau alte sisteme interactive. Radioamatorii pot experimenta și inova cu ajutorul heliului sau a baloanelor solare controlând altitudinea balonului printr-o supapă. De asemenea, pot executa picătura sau explozia plicului la un moment dat și pentru o altitudine foarte precisă. În cele din urmă, este posibil să se modifice traiectoria unui balon de la distanță prin intermediul canalului UHF sau VHF din amonte care transmite date codificate balonului. Utilizatorii pot urmări mișcarea balonului pe o hartă de bază folosind software-ul adecvat, deoarece un modul GPS asociat cu un transmițător și o interfață APRS permite localizarea precisă în timp real a gondolei pe parcursul întregului zbor din 1996 în Franța. Rata de recuperare poate ajunge apoi la 100% datorită previziunilor de traiectorie folosind prognoze de vânt din ce în ce mai fiabile disponibile pe internet. Punctul de cădere poate fi obținut uneori cu o precizie de ordinul a 250 până la 500 de metri datorită acestor prognoze și datelor GPS în timpul zborului. Echipele de recuperare a radioamatorilor sunt adesea la locul căderii înainte de sosirea balonului pentru a asigura recuperarea echipamentului din nacelă. Radioamatorii de securitate civilă participă adesea la practica de formare în cercetare în natură. Vezi FNRASEC.

Baloanele meteo sunt vectori extraordinari pentru experimente. Acesta este motivul pentru care, de exemplu, în Franța , CNES , în parteneriat cu asociația Planète Sciences, permite tinerilor să își creeze propria experiență (experiențe) ca parte a programului „O minge pentru școală”. ". Acestea vor fi apoi agățate pe un coș sub un balon din latex care poate atinge 25-30  km în altitudine. Aceste experimente efectuate deja în multe școli (~ 150 pe an) permit elevilor să studieze atmosfera, poluarea, să facă fotografii sau filme la diferite altitudini. Aceste proiecte trebuie să înceapă la începutul anului școlar și lansarea se face din martie până în mai. Statistic și datorită autocolantului plasat pe nacelă, sunt recuperate 2 baloane din 3. Cercetarea la sol se efectuează prin direcție convențională - constatare efectuată de radioamatori care organizează recuperarea la cererea școlilor. Rata de recuperare a păstăilor poate ajunge, de asemenea, la 100% în acest caz.

De la apariția camerelor de acțiune , amatorii sau companiile specializate au deviat utilizarea baloanelor meteo pentru a ajunge la stratosferă și a produce imagini spectaculoase de obiecte, mărci sau sigle.

Note și referințe

  1. Organizația Meteorologică Mondială , „  Weather balloon  ” , Glossary of Meteorology , Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  2. "  Cucerirea celei de-a treia dimensiuni: Radiosondajul  " , Măsurarea atmosferei , Météo-France (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  3. "  Cucerirea celei de-a treia dimensiuni: baloanele sonore  " , Măsurarea atmosferei , Météo-France (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  4. (in) "  Cercetarea pe balon Float pe la altitudine 50 km  " , Institutul de Space și Astronautical Science, JAXA (accesat la 1 st februarie 2018 ) .
  5. „Bureau (Robert)” (versiunea din 29 octombrie 2007 pe Arhiva Internet ) , Météo-France
  6. Organizația Mondială de Meteorologie , "  Meteorologic Balloon ,  " pe Eumetcal (accesat 26 noiembrie 2013 )
  7. Organizația Meteorologică Mondială , "  volum balon constant ,  " pe Eumetcal (accesat 26 noiembrie 2013 )
  8. Organizația Meteorologică Mondială , „  nivel de balon constant ,  “ pe Eumetcal (accesat 26 noiembrie 2013 )
  9. Organizația Meteorologică Mondială , „  Tethered Balloon Survey  ” , pe Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  10. Organizația Meteorologică Mondială , „  Ballon cerf-flying  ” , pe Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  11. Organizația Meteorologică Mondială , "  Tetrahedral Balloon  " , pe Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  12. (în) JK Angell și DH Pack , „  Analiza zborurilor cu volum constant de nivel scăzut (tetroon) din Insula Wallops  ” , Journal of Atmospheric Sciences , AMS , vol.  19, n o  1,ianuarie 1962( ISSN  1520-0469 , rezumat , citit online [PDF] , accesat la 26 noiembrie 2013 )
  13. Organizația Meteorologică Mondială , "  Airship Survey  " , pe Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  14. Organizația Meteorologică Mondială , "  Rocket Balloon Survey  " , pe Eumetcal (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  15. "  Un Ballon Pour l'École (UBPE)  " , Planète sciences (accesat la 26 noiembrie 2013 )
  16. Méprises Du Ciel, „  Video amator cu un Lego  ” , pe youtube.com ,18 august 2017
  17. „  Companie care oferă lansarea mărcilor în stratosferă  ” , pe publicom.space (accesat la 30 iunie 2020 )

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe

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