Потолочный шар, также называемый пилотным шаром или пибалом , используется метеорологами для определения высоты основания облаков над уровнем земли в дневное время. В прошлом, а иногда и сегодня, для отслеживания шара использовался теодолит , чтобы определить скорость и направление ветра наверху. [1] Принцип, лежащий в основе потолочного шара, заключается в том, что время, затрачиваемое шаром с известной скоростью подъема (насколько быстро он поднимается) с момента его выпуска до момента его исчезновения в облаках, может быть использовано для расчета высоты нижней границы облаков.
Потолочный шар — это небольшой, обычно красный (рифленый) резиновый шар, обычно имеющий размеры 76 мм (3 дюйма) в поперечнике до надувания, надутый до диаметра ~40 см (~15,75 дюйма). После надувания шар выносят наружу и выпускают. Засекая время от выпуска шара до его попадания в облако, можно получить высоту потолка. При правильном надувании шар будет подниматься со скоростью 140 м/мин (460 футов/мин). Основания облаков очень редко бывают плоскими и твердыми, поэтому высота потолка — это не момент исчезновения шара, а момент, когда цвет начинает исчезать. Шар также можно использовать для измерения вертикальной видимости в слое тумана или метели . В этом случае шар начнет исчезать, как только его выпустят, поэтому вертикальная видимость — это момент исчезновения шара. Если шар виден на значительном расстоянии в слое облаков, наблюдатель должен это отметить, поскольку это важно для самолета.
Потолочный шар — надежный, безопасный и простой способ получить представление о высоте облаков. Однако он страдает от некоторых недостатков, о которых наблюдатель должен знать. Дождь и мокрый снег могут замедлить подъем шара, создавая ложно высокий потолок, а сильный ветер и плохая видимость могут привести к тому, что шар будет казаться входящим в облако, прежде чем это произойдет на самом деле. Поскольку шар поднимается со скоростью 140 м/мин (460 футов/мин), ему потребуется более пяти минут, чтобы достичь высоты 700 м (2300 футов). За пределами этой высоты возможность следить за шаром, даже с помощью бинокля, плохая, так как даже малейшее движение глаза от шара почти наверняка приведет к его исчезновению.
Ночью, когда использование воздушного шара нецелесообразно, используется потолочный проектор . Однако в сумерках использование потолочного проектора может оказаться невозможным, и тогда можно использовать лампу пибала (пилотный воздушный шар). Это простая лампочка фонарика, прикрепленная к батарее. Чтобы зарядить батарею, ее погружают в воду на три минуты, а затем привязывают к воздушному шару перед надуванием. Сегодня они используются редко.
Воздушные шары и сопутствующее оборудование обычно хранятся в шкафу, установленном на стене рядом с газовыми баллонами. Шкаф имеет три двери, одна из которых открывается вниз, и к ней прикреплена стойка для наполнения. В верхней части стойки для наполнения находится L-образная труба с двумя кольцами, маленьким внизу и большим сверху, называемым нагнетательным соплом. Кольца не дают трубе падать через стойку или подниматься слишком высоко, когда шар надувается. Верхнее кольцо имеет несколько прорезанных в нем канавок, чтобы помочь захватить шар, который к нему прикреплен.
Внизу трубы находится груз, который, когда точное количество газа будет добавлено, поднимется, показывая, что шар полон. К этой трубе прикреплен резиновый шланг, который дважды проходит через заправочную стойку. Первое отверстие больше, чем трубка, чтобы обеспечить движение, а второе используется для удержания трубки на месте.
Оттуда трубка идет к игольчатому клапану , который контролирует количество газа, поступающего в баллон. Вторая трубка затем идет от клапана к регулирующему клапану, который прикреплен к газовому баллону. К этому клапану прикреплены два манометра. Один показывает общее давление, оставшееся в газовом баллоне, а второй показывает количество газа, протекающего через трубку. Обычно баллон, который сделан из стали и весит около 140 фунтов (65 кг). Он содержит эквивалент около 200 футов 3 (5,7 м 3 ) газа при стандартном давлении, хранящегося под давлением 2000 фунтов на квадратный дюйм (14 мегапаскалей ) и надувает примерно 120 баллонов (в соответствии с номинальным диаметром 45 см).
На противоположной стороне шкафа есть место для хранения воздушных шаров, гирлянд и пибалов. Газ, используемый для наполнения шара, — гелий или водород . Из-за его низкой стоимости потолочные шары часто наполняются водородом, но иногда используется и гелий.
Воздушный шар прикрепляется к надувному соплу, а вокруг шеи обматывается веревка. После того, как надеты защитные очки и средства защиты органов слуха, проверяется, что игольчатый клапан полностью закрыт. Затем открывается главный клапан на баллоне, а затем клапан регулятора. Затем открывается игольчатый клапан, и воздушный шар начинает надуваться. Когда воздушный шар достигает нужного размера, надувное сопло начинает подниматься. В этот момент игольчатый клапан закрывается вместе с клапаном регулятора и клапаном баллона. Затем веревка используется для завязывания горлышка воздушного шара, чтобы гарантировать, что газ не сможет вытечь.
При надувании следует соблюдать осторожность из-за случайных неисправностей баллона и его разрыва. Если человек, надувающий баллон, не надевает защитные очки или наушники, это может привести к повреждению глаз или ушей.
