Meteorológiai ballonok az égen

A meteorológusok már vagy száz éve használnak léggömböket is a Föld légkörének tanulmányozására. A meteorológiai léggömbök mérőeszközöket és rádiószondákat visznek fel, hogy odafönn regisztrálják a légkör legkülönfélébb jelenségeit és mozgásait. A mért adatokat a műszerek rádiójelekkel juttatják le a földre, ahol a meteorológiai intézetek munkatársai értékelik ezeket.

Miből készülnek?

A léggömböket héliummal vagy hidrogénnel töltik meg, így ezek a levegőnél könnyebb gázok emelik a magasba őket. Általában 23-30 kilométerre emelkednek fel, és odafönn nagyjából 12 méteres átmérőjűvé tágulnak ki.

A meteorológiai ballonra külön kis csomagokban erősítik fel a műszereket.

A múlt század harmincas évei óta a léggömbök többnyire latex anyagból készülnek, amelyet különösen körültekintő módon gyártanak. Mivel a különleges hőmérsékleti és nyomási körülményeket csak olyan anyagok állják ki, amelyek felfújva-kitágítva is egyenletes vastagságúak maradnak, a latex gyártása különleges módszereket igényel.

Az ezek kifejlesztésében élen járó japán cég 1940-ben fejlesztette ki azt az ún. rotációs öntést, amellyel a mai napig is gyártja a termékeit. Ennek lényege, hogy a latex-anyag keverékét tartalmazó öntőforma folyamatosan forog, amitől a belőle kikerülő anyag többrétegű lesz. Egy rendkívül vékony filmréteg is képződik a felületén, amely megvédi a rendkívül alacsony hőmérséklet behatásaitól, és lehetővé teszi, hogy megtartsa a gömbölyű formát. Emellett a latexhez olyan adalékanyagokat is tesznek, amelyek lehetővé teszik, hogy az oxidáció illetve az ózon romboló hatásának is ellenálljon.

És mivel a tervek szerint egyre magasabbra szeretnének felküldeni ballonokat, a mai napig komoly kutatásokat végeznek, hogy még nagyobb állóképességű anyagokat fejlesszenek ki. Olyanokat, amelyekkel akár a -75 C-fokot is meghaladó hőmérsékletű és a 10 hPA-nál is alacsonyabb légköri nyomású területekre is fel lehet küldeni ballonokat.

Egy idő után persze minden léggömb kipukkad az alacsony légnyomás és a dermesztő hideg következtében, majd szabadeséssel, illetve egy kis ejtőernyővel fékezve tér vissza a földre. Ha jól számították ki a pályáját, akkor a műszerek olyan helyre esnek, ahol a meteorológusok könnyen össze tudják azokat szedni. Természetesen előfordul, hogy egy-egy váratlan behatás miatt a léggömb letér a tervezett pályájáról, és ilyenkor a műszerek el is veszhetnek.

Egy-egy  léggömb 75-80 percen át emelkedik fel a 30 kilométeres magasságig, és a műszerei ez idő alatt sugározzák a mért adatokat a fogadó meteorológiai állomásra.

Az Index egyik cikkében gyönyörű képeket láthatunk arról, hogy milyen utat tesz meg egy ballon a levegőben, és mit látnak a kamerái, amikor „visszanéznek”. (Fotó: Kolbert András, Index)

Mi mérnek a műszerek?

A meteorológiai ballonokat elsősorban az időjárás-előrejelzésekhez használják, vagyis a műszerek arról sugároznak adatokat, hogy éppen mekkora a légnyomás, a hőmérséklet vagy a páratartalom a magasabb rétegekben, amiből a jelenségek jellemző lefolyásainak ismerete alapján ki lehet számítani a várható légköri-időjárási eseményeket.

Emellett egyes léggömbök műszerei a fényszennyezettséget is mérni tudják. Ez azért fontos, mert a fényszennyezettség rossz hatással van az élővilágra. Egy tudományos kutató, Franz Hölker szerint például a LED-es fény az embernek a belső óráját is megzavarhatja, mert a nappali fényt utánozva este elhiteti az idegrendszerünkkel, hogy nappal van, ezért a testünk ritmusa összezavarodik. De a fényszennyezés az éjszaka aktív állatokat is megzavarhatja: számítások szerint az éjszakai életmódú gerincesek 30 százalékára, a gerinctelenek 60 százalékára van rossz hatással. Ugyanígy befolyásolja a növények és mikroorganizmusok növekedési ritmusát is. Hölker szerint ez egy idő után a biodiverzitást (vagyis az élővilág kölcsönhatásainak teljességét) magát is veszélyezteti, hiszen sok faj, köztük rovarok, kétéltűek, halak, madarak és denevérek éjszakai viselkedését, szaporodási és vándorlási szokásait változtatja meg, kiszámíthatatlanul. De több szakértő szerint is sokkal nagyobb figyelmet kéne fordítani a fényhasználat különböző módozataira, és gondosabban kéne megtervezni, hogy hol, mennyi és milyen intenzitású fény alkalmazható. Különösen, hogy a műholdas és a léggömbökkel is mért adatok szerint a Föld éjszakai mesterséges megvilágítású felszínének fényessége és kiterjedése 2012 és 2016 között évente 2 százalékkal növekedett.

Mindezek mellett egyes meteorológiai léggömbök a kozmikus sugárzás hatásait mérik, sőt a repülőgépek kondenzcsíkjait is elemzik, már csak az ezekről terjesztett rémhírek kioltása miatt is.A tervek szerint bizonyos körülmények között az északi fény hazánkból is észlelhető részét is meg lehet majd figyelni jókor és jó helyre felküldött meteorológiai léggömbökkel.

A Szent István Egyetem Gödöllői Campusáról 2018-ban egy meteorológiai léggömböt 30 kilométer magasságba lőttek fel. (Erről itt olvashatsz.) A ballonhoz kapcsolódó további kutatásoknak is az a céljuk, hogy az űrkutatást segítsék a mostanihoz hasonló módszerrel felküldött ballonokkal. Amelyek pedig azt kívánják vizsgálni, hogy vajon mely növények és baktériumok képesek kibírni a nagyobb magasságokban tapasztalható, extrém körülményeket, és hogy például van-e olyan növény, amelyet károsodás nélkül fel lehetne vinni egy űrállomásra. Sőt, később akár a Marsra is..

Lévai Júlia