Wetterballon

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Wasserstoffballon mit Reflektor
Heliumgefüllter Wetterballon mit Nutzlast kurz nach dem Start

Ein Wetterballon ist ein Ballon, der in der Meteorologie zum Transport von Messgeräten und dabei speziell Radiosonden verwendet wird. Vom Begriff Wetterballon werden mitunter Pilotballons mit umfasst, da auch diese zur – rein visuellen – Bestimmung von Wetterphänomenen dienen, konkret die Windrichtung in verschiedenen Höhen und die Höhe der Wolkenuntergrenze.

Typen, Größen, Bauweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wetterballons wie auch Pilotballons sind typisch aus Natur- und/oder synthetischem Kautschuk hergestellt.

Formen für das Tauchverfahren kommen in zwei Geometrien vor:

  • Paddle (engl. Paddel) ist flach kreisförmig und ergibt gefüllt eine leicht aufrecht-linsenförmig eingezogene Kugel. Am Linsenumfang erscheinen zwei vom Hals zur Tropfstelle (Nordpol des gefüllten Ballons) reichende heller durchscheinende Linien. Der Hals muss relativ breit sein, um über die Form zu passen.
  • Fluted (engl. gerillt) ist spindelähnlich gebaucht länglich und weist 4 oder mehr Rillen zwischen gleich vielen meridionalen Stegen auf. Gefüllt wird die Kugelform besser erreicht, durch Materialdickenvariation zwischen Steg und Rille werden jedoch Meridianstreifen unterschiedlicher Transparenz sichtbar. Der Hals ist im Vergleich zu dem des Paddle-Typs weniger als halb so breit, das spart Material und erleichtert das Verschließen.

Es gibt paddle-getauchte Ballons, die in einem zweiten Produktionsschritt einen schmalen Latex-Füllansatz mit etwa 1/5 Breite des Halses "angeklebt" erhalten.[1]

Hersteller sind:

  • Czermak&Feger in Imst, Tirol (CF)
  • The Weather Balloon Mfg. Co., Ltd. in Tokyo, Japan – Marke: KKS Cosmoprene (KKS)

Typisiert werden Wetter- wie Pilotballons nach ihrer Masse.

Ehemals wurden Pilotballons eher ohne Geräte aufgelassen. Heute ist es durch leichte und kostengünstige LED-Leuchten, Sensoren und Ortungssysteme mit Funkübertragung möglich auch Ballons mit weniger Nutzlast mit Geräten auszustatten. Die Funktionstrennung von Pilot- und Wetterballons wird dadurch verwischt. Wetterballons werden heute auch genutzt, um hobbymässig Filmaufnahmen bis in die Stratosphäre hinauf zu machen.[2]

Pilotballons und Wetterballons werden nach ihrer Masse in Gramm typisiert: Pilotballons gibt es ab 10 g, Wetterballons bis 3000 g. In der Regel werden Wetterballons mit einer Traglast beladen, die der Eigenmasse der Ballonhülle entspricht. Die Füllung erfolgt mit gerade soviel Traggas Helium, dass zwar zügiges Aufsteigen garantiert ist, doch noch viel Ausdehnungsspielraum des Ballons verbleibt, mit dem Ziel eine große Höhe zu erreichen, in der der Ballon letztlich platzt. Damit ist der Ballon nur – zweimal – kurze Zeit ein Luftfahrthindernis und wird die Entfernung des Landeorts vom Startplatz – bei einer angezielten Platzhöhe – kompakt gehalten.

Art,
Typen-
bezeichnung
Eigen-
masse
/ g
Max.
Trag-
last
/ g
Füll-
volumen
bei ≈1 bar
/ m3
Füll-
durchmesser
bei ≈1 bar
/ m
Platz-
durch-
messer
/ m
Aufstiegs-
geschw.
/ m/s
Platz-
höhe
/ km
Anmerkung Hersteller,
Daten-
quelle
Pilotballon 10 10
Pilotballon P150 8 0,06 ca. 0,45 8–10 CF
Pilotballon P175 11 0,08 ca. 0,55 8–10 CF
Pilotballon P225 30 ca. 0,70 12 CF
Pilotballon P265 36 0,45 ca. 0,80 CF
Pilotballon P350 50 0,90 ca. 1,1 10–14 CF
Pilotballon P450-100-SH 100 2 1,5 20–30 NATO, Schmaler Füllansatz CF
Wetterballon 200 200 0,5 0,5–0,7 5–7 23 CF
Wetterballon 800 800 2 1,4–1,6 5–7 30 CF
Wetterballon 1600 1600 4 1,9–2,1 5–7 36 CF
Wetterballon 2000 2000 5 2–2,2 5–7 38 CF
Wetterballon 3000 3000 6,3 2,3 13 5–7 40 CF

Typischer Missionsablauf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Wetterballon besteht typischerweise aus Gummi und hat ein Eigengewicht von lediglich etwa 200 Gramm. Die Haut des Wetterballons ist sehr empfindlich und fein, so dass sie nur mit Schutzhandschuhen berührt werden darf. Selbst minimale Beschädigungen, die am Boden folgenlos bleiben, können in großer Höhe bei zunehmend gespannter Haut zum vorzeitigen Platzen des Ballons führen.

Gefüllt wird der Ballon normalerweise mit Helium oder Wasserstoff. Letzterer ist im Gegensatz zum raren und teuren Helium günstig und leicht verfügbar, das Problem der Entflammbarkeit wird bei den erforderlichen Mengen als beherrschbares Risiko eingeschätzt. Die Sonde wird am Wetterballon in genügendem Abstand angebracht, um nicht in seinem Windschatten aufzusteigen. Da sich der Ballon wegen des mit zunehmender Höhe nachlassenden Luftdrucks auf einen Durchmesser von über zwölf Metern ausdehnt, würde der Windschatten die Messergebnisse enorm verfälschen.

Der Wetterballon kann ohne weiteres eine Höhe von 38 km erreichen, bevor er platzt und die Sonde mit einem Fallschirm zum Boden zurückkehrt. [3] (Siehe: "Mittlere Platzhöhe: 38.000m")

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einer der ersten, die Wetterballons nutzen, war der französische Meteorologe Léon-Philippe Teisserenc de Bort. Ab 1896 führte er über 200 Ballon-Experimente durch, häufig bei Nacht, um Messfehler durch Strahlungswärme auszuschließen. Das Wissen um die Troposphäre und Stratosphäre als Schichten der Erdatmosphäre stammt aus dieser Zeit. Wetterballons werden oftmals als Erklärung für angebliche UFO-Sichtungen herangezogen.

Wetterballons wurden ehemals mit Wasserstoff gefüllt, wofür extrem sorgfältige Sicherheitsvorkehrungen nötig sind, mittlerweile jedoch üblicherweise mit vielfach teurerem, jedoch unbrennbarem Helium.

Am 1. April 1970 geschah ein fataler Flugunfall: Eine Antonow An-24B (Reisegeschwindigkeit 450 km/h, Kennzeichen CCCP-47751) der sowjetischen Aeroflot auf Linienflug 1661 kollidierte um 4:07 Uhr Ortszeit in 5400 m Höhe mit einem Radiosonde Wetterballon des Hydrometeorological Service, wurde an der Nase beschädigt und stürzte bei Togutschin, Region Nowosibirsk (UdSSR) ab. Alle 45 Insassen fanden dabei den Tod.[4]

Solarballon[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

18-m³-Solarballon schwebt über einer Wiese

Als Wetterballon kommt auch ein Solarballon in Betracht, eine besondere Art des Heißluftballons, der allein durch die Sonne geheizt wird. Kosten und Infrastruktur für die Füllung mit Wasserstoff oder Helium entfallen. Sonniges Wetter und geringe Windstärke vorausgesetzt, kann ein Solarballon ununterbrochen fliegen. Da die erwärmte Luft als Traggas deutlich geringeren Auftrieb erzeugt als Wasserstoff oder Helium, ist die Traglast und die maximal erreichbare Höhe eines Solarballons geringer. Für den größten bisher gebauten Solarballon wurde eine Gipfelhöhe von 14.700 Metern gemessen.[5] Anders als übliche Wetterballons können Solarballons auch mit offener Hülle fliegen, sodass der mit steigender Höhe sinkende Druck ihre Form nicht verändert. Ebenso können sie aber auch eine geschlossene Hülle verwenden, die anfangs noch nicht komplett gefüllt ist.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Ingrid Kästner, Jürgen Kiefer (Hrsg.): Von Kometen, Windhosen, Hagelschlag und Wetterballons. Beiträge zur Geschichte der Meteorologie (= Europäische Wissenschaftsbeziehungen. Bd. 8). Shaker, Aachen 2014, ISBN 978-3-8440-3075-4.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Wetterballon – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Wetterballon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. P450-100-SH mit Dünnen Hals, Nato Wetterballon/Pilotenballon 100g +-5% ballonpoint.com, abgerufen 11. September 2017.
  2. Wetterballon-Tutorial : Starte deine eigene Weltraummission stratoflights.com, abgerufen 11. September 2017.
  3. https://www.stratoflights.com/shop/wetterballon-2000/
  4. Flugunfall 01 APR 1970 einer Antonov 24B CCCP-47751 - Toguchin, Novosibirsk Region aviation-safety.net, © 1996-2017, abgerufen 13. Februar 2017.
  5. Solarballon-Mission Stabilo-1 am 2. Dezember 2006, abgerufen am 14. April 2014.