Säähavaintopallot litteän Maan yläpuolella

Tämä ei tietenkään ole mikään säähavaintopallo, mutta en voinut millään vastustaa käyttämästä tätä kuvaa, sillä tämä on paljon hauskemman näköinen.

Minua kiinnosti kovasti tietää lisää säähavaintopalloista, koska jotkut litteän Maan ystävät käyttävät niitä silloin kun lähettävät kymmenien kilometrien korkeudelle kameroita, jotta voisivat niiden avulla todistaa että Maan horisontti on sielläkin suora eikä kaareva. Tähän mennessä pallot ovat poksahtaneet rikki viimeistään 42 km korkeudella, jonka jälkeen kamera on tullut turvallisesti alas laskuvarjolla.

Edellä mainitusta syystä otin sähköpostilla yhteyttä Ilmatieteenlaitokseen. Utelin heiltä lisätietoa säähavaintopalloista joita he lähettävät yläilmoihin. Hehän lähettävät niitä säännöllisesti ylös jotta saisivat kasattua dataa, joiden avulla he sitten ennustavat meille tulevat säät. Erityisesti minua kiinnosti tietää, miksi säähavaintopallot poksahtavat rikki. Annoin heille neljä kysymystä, ja yksi heistä antoi niihin erittäin asiallisia vastauksia. Tuhannet kiitokset hänelle siitä. En kuitenkaan tiedä saanko kertoa vastaajan nimen, joten se jää nyt kertomatta:

Kysymykset (säähavaintopalloista):

  1. Mikä aiheuttaa sen että teidän säähavaintopallot poksahtavat rikki reilun kahdenkymmenen kilometrin korkeudella?
  2. Johtuuko se (rikkoontuminen) siitä, että niin korkealla on miinusasteita, eli pallon rakenne ei kestä sitä, vai johtuuko se siitä että pallo jostain syystä laajenee liikaa?
  3. Auttaisiko se, että ennemmin laittaa liikenteeseen kaksi taikka kolme palloa sidottuna toisiinsa, niin että jokaisessa on vähemmän heliumia sisällä?
  4. Eikö sään ennustettavuus paranisi, jos pallon saisi korkeammalla kuin noin 23 km?

Vastaus (sinisellä):

”Luotaus on hyvin päivä- ja säätilariippuvainen tapahtuma. Me haluamme ennustustyössämme saavuttaa troposfäärin, jonka korkeus vaihtelee (päivittäin ilmamassan mukaan) n. 10 -15 km välillä. Pallomme halkeaa keskimäärin n. 18- 28 km:n kohdalla. Ennätys on 38 km:n kohdalla. Tuo 38 on korkein lento mitä on saavutettu. Mutta meidän meteorologille riittää tuon tropopausin saavuttaminen, eli slangillamme ”yläkerran” rajapinnan saavuttaminen / luotaus.

Pallot ovat kulutustavaraa, voi niissä joskus olla olla rakennevikakin, mutta hyvin harvoin pallo tästä syystä hajoaa ja luotaus menisi siksi pilalle. Pääsääntöisesti hyvää ja kestävää tavaraa ovat.

Pallo puhkeaa juurikin siitä syystä, että Vety-kaasu, jota luotauksissamme käytämme, laajenee ja kun kaasu on laajentunut tarpeeksi, pallo puhkeaa ja radioluotain aloittaa matkansa kohti maanpintaa. Heliumia käytämme vain, jos luotaus tehdään manuaalisesti (ihminen tekee), koska Helium on räjähtämätön kaasu. Luotausautomaateissamme käytämme Vetyä, mutta koska Helium on käyttökustannuksiltaan hyvin kallis kaasu ja kaikessa toiminnassamme meidän tulee olla kustannustehokkaita, siksi käytämme Vetyä. Vetypatterit vaihdetaan luotauskonteillamme n. 2-3- viikon välein, mutta Heliumia on aina luotauspaikoillamme (työturvallisuussyistä), jos haluamme tehdä luotauksen ”käsityönä”. Erikoisluotauksemme, otsoni- tai vesihöyry, ne me teemmekin manuaalisesti.

Heliumia käytämme vain, jos luotaus tehdään manuaalisesti (ihminen tekee), koska Helium on räjähtämätön kaasu. Luotausautomaateissamme käytämme Vetyä, mutta koska Helium on käyttökustannuksiltaan hyvin kallis kaasu ja kaikessa toiminnassamme meidän tulee olla kustannustehokkaita, siksi käytämme Vetyä. Vetypatterit vaihdetaan luotauskonteillamme n. 2-3- viikon välein, mutta Heliumia on aina luotauspaikoillamme (työturvallisuussyistä), jos haluamme tehdä luotauksen ”käsityönä”. Erikoisluotauksemme, otsoni- tai vesihöyry, ne me teemmekin manuaalisesti.

Tosin nykyisin käyttämämme luotaimet, eli radiosondit, mittaavat ja tekevät luotauksen myös alaspäin tullessaan pallon jo puhjettua. Luotauksen normaali kesto on n. 90 -110 minuuttia keskimäärin. Kun luotaus on päättynyt, sen data saadaan omiin sääennustemalleihin päivitystävien meteorologien käyttöön sekä kv-jakeluun ja kansainvälisiin sääennustemalliajoihin.

Eli nykyisin saavuttamamme luotauskorkeudet riittävät päivystävän meteorologin tarpeisiin mainiosti. Sääennustustyölle nämä yläilmakehän luotaushavainnot lämpötilasta, ilmapaineesta, kosteudesta ja tuulista ovat lähestulkoon korvaamatonta informaatiota, pintasääasemiemme tuottamien säähäväintojen ohella.

Nuo muut ehdottamasi toimenpiteet nostaisivat kustannuksia liikaa, vaikka ihan hyviä ideoita sikäli ovatkin.

Lisätietoa luotauksistamme on täällä: http://ilmatieteenlaitos.fi/luotaukset

Selkeätä säähavaintopallon laajentumista:

Youtube-käyttäjällä Dwain Kellumilla on mielenkiintoisia videoita joissa hän harrastelijana lähettää ilmapalloja kymmenien kilometrien korkeuteen, jonka jälkeen ne poksahtavat rikki ja tulevat alas laskuvarjolla.

Se mikä hänen videoissaan jää erityisesti mieleen, on se, että hänellä on myös välillä kaksikin kameraa käytössä joista yksi filmaa myös pallon käyttäytymistä sen alapuolelta. Niistä voi havaita että pallo laajenee laajemistaan sitä mukaa kuin se nousee yhä vain korkeammalla. Alapuolisessa esimerkkivideossa pallo laajenee huomattavasti. Kohdassa 1:10:00 pallon halkaisija on näytössäni 13,5 cm. Noin 38 minuuttia myöhemmin (1:48:07) – juuri ennen kuin pallo poksahtaa rikki – halkaisija on näytössäni jo 21,5 cm.

Pallokokeessa numero 7:ssä (alapuolella) Dwain saavutti 36,41 km:n korkeuden (119485 ft), ennen kuin pallo poksahti rikki (ajassa 2:07:04):

Jospa joku toteuttaisi idean

Mielestäni flättäreiden pitäisi pyrkiä saamaan kameran korkeammalle kuin 42 km.  Uskon että se on mahdollista, mikäli palloja käytettäisiin yhtä aikaa kolme taikka neljä, sen sijaan että yksi. Silloin jokaisen pallon voisi täyttää huomattavasti vajaammaksi  kuin jos käyttäisi vain yhtä palloa, ja silti riittäisi ”nostovoimaa” jotta kameran saisi korkeammalle. Tällä tavoin pallot eivät menisi yhtä nopeasti rikki kun kaasu laajentuu niiden sisällä. Se voisi toki tuoda eteen jotain odottamattomia ongelmia, joista ei olla vielä tietoisia(?), esimerkiksi miten se laskuvarjo toimisi 60-100 kilometrin korkeudella? Ja millaisella toteutuksella vältetään että se ei sotkeudu alastulossa entistä useampaan naruun? Tuollainen projekti vaatisi jo paljon suuremman budjetin kuin normaalisti.

Esimerkki siitä miten pallolla voi päästä korkeammalle

Tässä videossa voimme nähdä miksi pallo pääsi liki 42 kilometrin korkeuteen. Näemme että se pallo oli hyvin vajaa ja laajenemistilaa riitti hyvinkin paljon.

Tiedemies käväisi stratosfäärissä jo vuonna 1931

Tiedemies Auguste Piccard oli kova sälli. Hän saavutti jo vuonna 1931  stratosfäärin, päästyään itse noin 15,8 km:n korkeuteen ilmapallollaan. Se mitä hän sanoi matkansa jälkeen on myös kiinnostavaa:

”It seemed a flat disk with upturned edges”

Yritän suomentaa mitä hän sanoi:

” Se näytti litteältä kiekolta jonka reuna nousi ylös”.

Mitä astrofyysikko Neil deGrasse Tysonilla on sanottavaa asiasta?

0 votes
Share

5 Kommentit

  1. Loistoidea ottaa yhteys ammattilaisiin! Osaat hyödyntää lähteitä luovasti. Monipalloinen ”flättäri-satelliitti” ☺ Miksi ei? Mutta tuli mieleen eikö 30-40km jo riitä todistamaan ettei kaarevuutta ole vai pitäisikö päästä vieläkin korkeammalle? No, ei mulla mitään sitä vastaan olisi. Päinvastoin koska erityinen mielenkiintomme on aina ollut taivas tähtineen ja silmiemme avautumisen myötä mahdol. kupoli / väreily / voimakenttä jne. Mitä olemusta ”teltan katto” / taivaanvahvuus sitten onkaan.

    • Periaatteessa 40 km riittää ihan hyvin, mutta mitä korkeammalle kameran saa, sitä parempi. Silloin näkyvä kaarevuus pitäisi tulla entistä ilmeisemmäksi, mikäli eläisimme pallolla.

      • Kiitos tarkennuksesta. Oisko tälle jotain laskuria / kaavaa? Eli lähdettä. Ei sillä etten itse uskoisi mitä harpilla ja kulmaviivaimella kaavaillun ”Pallon” sokaisemat silmät ei korkean ilmanalan videoista nää vaan tietämättömien / epäuskoisten tähden mikäli tästä aiheesta jokusen rivin lisää kirjottaisi.

        • En osaa sanoa niistä kaavoista mitään, enkä tiedä onko sellaista laskuria olemassa. Ehkä sellainen löytyy täältä: http://www.calculatorsoup.com/calculators/
          Ehkä peräänkuuluttamasi kaava löytyy tämän viidakon keskeltä jossa on yli 150000 esimerkkiä?
          http://reference.wolfram.com/language/

          40 kilometrin korkeudelta näkyy horisontista parhaimmillaan jopa satoja kilometrejä. Käyttämällä Google Earth-sovellusta taikka Google Mapsin ”satelliitti”-kuvaa, voi saada paremman käsityksen siitä kuinka kaarevalta horisontti pitää näyttää, jos siirtää ”silmän korkeuden” 40 kilometriin.

          Jälkilisäys: Uskon että sen voi laskea tällä laskimella:
          http://www.handymath.com/cgi-bin/arc18.cgi
          Tiedot pitää syöttää vain kahteen kentään ja laskuri laskee loput tiedot. Valitettavasti kilometrejä ei ole valittavissa, mutta ainahan voi valita metrit ja laittaa luvun taakse kolme ylimääräistä nollaa jolloin metrit on muutettu kilometreiksi.

          • Kiitos linkeistä. Pitääpä kikkailla, tai no jos ei nyt sentään ihan ”kikkailla” (sillä apinamiehistähän emme ole tulleet) niin ainakin kokeilla ha ha! 🙂 Google Earthissa on kertomasi perusteella periaatteessa sitten jo ”sisäänrakennettu kaarevuus laskuri” korkeuden mukaan mikäli siinä sovelletaan samanlaisia matemaattisia malleja joilla ”kaarevuutta” on ylipäätään yritetty todistella vaikka sitähän ei todistetusti ole olemassa kuin joidenkin mielikuvituksessa.

Kommentoi

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.


*