Bóng thám không là một phần quan trọng của Hệ thống quan sát toàn cầu

Hàng triệu quan sát được thu thập trên toàn thế giới mỗi ngày: từ không gian bởi hơn 50 vệ tinh; từ biển vào 400 phao neo, 1 250 phao trôi và 7 300 tàu; bởi 4 000 máy bay từ khoảng 40 công ty máy bay thương mại, 7 300 tàu và 10 000 trạm quan sát tự động và trên đất liền, và gần 1000 khinh khí cầu thời tiết được trang bị đầu dò vô tuyến.

Radiosondes, hoạt động như các trạm trên không trung, được gắn vào các quả bóng bay tự do và được thả đồng thời từ gần 900 địa điểm trên toàn thế giới. Hơn hai phần ba số trạm báo cáo các quan sát ở 0000UTC và 1200UTC. Từ 100 đến 200 trạm thực hiện quan sát một lần mỗi ngày.

Các chuyến bay khinh khí cầu kéo dài khoảng 2 giờ, thực hiện các phép đo áp suất, tốc độ gió, nhiệt độ và độ ẩm từ ngay trên mặt đất đến độ cao lên tới 35 km. Họ có thể di chuyển nhiều km trước khi quả bóng bay vỡ tung và rơi trở lại trái đất dưới một chiếc dù.

Bóng thám không (khí cầu thời tiết) là một phần rất quan trọng của mạng lưới quan sát toàn cầu trong nhiều thập kỷ vì chúng là nguồn dữ liệu chính trên mặt đất. Chúng cung cấp thông tin đầu vào có giá trị trong thời gian thực cho các mô hình dự báo trên máy tính, dữ liệu cục bộ để các nhà khí tượng học đưa ra dự báo và dự đoán bão, theo dõi khí hậu và dữ liệu để nghiên cứu nhằm hiểu rõ hơn về các quá trình thời tiết và khí hậu. Các mô hình dự báo máy tính sử dụng dữ liệu khí cầu thời tiết được sử dụng bởi tất cả các nhà dự báo trên toàn thế giới.

Bản thân những quả bóng bay được làm bằng mủ cao su tự nhiên hoặc mủ tổng hợp dựa trên polychloroprene. Bóng bay cao su tổng hợp có tốc độ phân hủy chậm hơn nhiều so với bóng bay cao su tự nhiên và do đó việc sử dụng bóng bay cao su tự nhiên được ưu tiên hơn. Bóng bay chứa đầy hydro hoặc heli. Các cạnh dày khoảng 0,051 mm trước khi thả và sẽ chỉ dày 0,0025 mm ở độ cao bùng nổ thông thường. Trọng lượng điển hình của chúng là 500g, nhưng có thể thay đổi từ 10g đến 3000g, trong khi tải trọng của chúng lên tới 1000g (đối với những quả bóng bay lớn nhất).

Khi thả bóng bay có chiều rộng dưới 2 mét trong quá trình bay lên, áp suất không khí xung quanh quả bóng giảm xuống cho phép khí trong bóng giãn nở khi chúng tăng lên đến đường kính khoảng 6 mét. Radiosonde gắn trên khinh khí cầu thường sẽ chịu được nhiệt độ lạnh tới -139°F (-95°C), độ ẩm tương đối từ 0% đến 100%, áp suất không khí chỉ bằng vài phần nghìn áp suất được tìm thấy trên bề mặt Trái đất, băng, mưa rào, giông và gió lớn.

Một máy phát trên radio sẽ gửi dữ liệu trở lại thiết bị theo dõi trên mặt đất cứ sau một đến hai giây. Bằng cách theo dõi vị trí của radio, chúng ta cũng có thể tính toán tốc độ gió và hướng gió. Radiosonde được cung cấp bởi một pin nhỏ.

Ở các khu vực đại dương, khoảng 15 con tàu thực hiện các quan sát bằng sóng vô tuyến, chủ yếu đi dọc Bắc Đại Tây Dương, được trang bị các thiết bị đo âm thanh trên không tự động trên tàu (ASAP). Một tập hợp con của các trạm trên không cũng bao gồm Mạng trên không của GCOS (GUAN). Để biết thêm chi tiết về các trạm trên không, hãy xem kho lưu trữ thông tin của WMO về các trạm quan sát, OSCAR/Surface.

Nhiều nghiên cứu liên tục tục về việc cải thiện máy dò vô tuyến để đảm bảo chúng có thể thực hiện các phép đo chính xác, nhất quán. Tuy nhiên, các phép đo nhất quán, ổn định là rất quan trọng đối với việc dự báo khí hậu và cần đảm bảo rằng không có sự gián đoạn nào trong dữ liệu và bản thân dữ liệu đó không bị ảnh hưởng bất lợi bởi sự thay đổi trong công nghệ. Có rất nhiều nỗ lực trong việc sản xuất máy dò vô tuyến, bóng bay và tàu bay thân thiện với môi trường, bằng cách xác định các vật liệu vừa đáp ứng các yêu cầu chức năng vừa có thể phân hủy sinh học.

Để tăng cường hơn nữa mạng lưới khinh khí cầu thời tiết và mạng lưới quan sát bề mặt, đồng thời cung cấp nhiều dữ liệu hơn cho các mô hình dự báo thời tiết, bao gồm cả việc lấp đầy khoảng trống ở các Quốc gia kém phát triển nhất và các Quốc đảo nhỏ đang phát triển, WMO đã bắt tay vào Mạng lưới Quan sát Cơ bản Toàn cầu (GBON), được hỗ trợ bởi Cơ sở tài chính quan sát có hệ thống (SOFF).

Biên dịch: Tạp chí KTTV

Nguồn: https://public.wmo.int/en/media/news/weather-balloons-are-important-part-of-global-observing-system