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 воздушного шара использовался теодолит , чтобы определить скорость и направление ветра наверху. [1] Принцип потолочного воздушного шара заключается в том, что время полета воздушного шара с известной скоростью подъема (насколько быстро он поднимается) от момента его выпуска до момента его исчезновения в облаках можно использовать для расчета высоты нижней части облаков.
Потолочный воздушный шар представляет собой небольшой, обычно красный, (рифленый) резиновый воздушный шар, обычно имеющий диаметр 76 мм (3 дюйма) до надувания, надутый до диаметра ~ 40 см (~ 15,75 дюйма). После надувания баллон вынимают наружу и отпускают. Засекая время от выпуска воздушного шара до момента его входа в облако, можно получить высоту потолка. При правильном надувании воздушный шар будет подниматься со скоростью 140 м/мин (460 футов/мин). Основания облаков очень редко бывают плоскими и сплошными, поэтому высота потолка — это не момент исчезновения воздушного шара, а момент, когда цвет начинает тускнеть. Воздушный шар также можно использовать для измерения вертикальной видимости в слое тумана или метели . В этом случае воздушный шар начнет исчезать, как только его отпустят, поэтому вертикальная видимость — это когда воздушный шар исчезает. Если шар виден на значительном расстоянии в слое облаков, наблюдателю следует обратить на это внимание, так как это важно для самолетов.
Потолочный шар — надежный, безопасный и простой способ определить высоту облаков. Однако он имеет некоторые недостатки, о которых наблюдатель должен знать. Дождь и мокрый снег могут замедлить подъем воздушного шара, создавая ложно высокий потолок, а сильный ветер и плохая видимость могут привести к тому, что воздушный шар войдет в облако раньше, чем это произойдет на самом деле. Поскольку воздушный 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 воздушным шаром, даже в бинокль, плохая, поскольку даже малейшее движение глаза от воздушного 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, тогда можно использовать пибал (воздушный шар-пилот). Это простая лампочка-фонарик, прикрепленная к батарейке. Для зарядки аккумулятора его погружают в воду на три минуты, а затем привязывают к воздушному шару перед надуванием. Сегодня они используются редко.
Баллоны и сопутствующее оборудование обычно хранятся в шкафу, закрепленном на стене рядом с газовыми баллонами. Шкаф имеет три дверцы, одна из которых открывается вниз и к ней крепится подставка для наполнения. В верхней части наполнительной стойки находится Г-образная труба с двумя кольцами: маленьким внизу и большим сверху, называемым надувным соплом . Кольца не позволяют трубке проваливаться через подставку или подниматься слишком высоко, когда воздушный шар надувается. В верхнем кольце вырезано несколько канавок, которые помогают удерживать прикрепленный к нему баллон.
В нижней части трубы находится груз, который, когда будет добавлено точное количество газа, поднимется, указывая на то, что баллон полон. К этой трубке присоединяется резиновый шланг, который дважды проходит через заливную стойку. Первое отверстие больше трубки, что обеспечивает возможность перемещения, а второе используется для удержания трубки на месте.
Оттуда трубка идет к игольчатому клапану , который контролирует количество газа, поступающего в баллон. Затем вторая трубка будет идти от клапана к регулирующему клапану , прикрепленному 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 цилиндр изготавливается из стали и весит около 140 фунтов (65 кг). Он содержит эквивалент около 200 футов 3 (5,7 м 3 ) газа при стандартном давлении, хранится при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм (14 мегапаскалей ) и позволяет надуть примерно 120 воздушных шаров (в соответствии с номинальным диаметром 45 см).
На противоположной стороне шкафа есть место для хранения воздушных шаров, гирлянд и пибал. Газ, используемый для наполнения воздушного шара, — гелий или водород . Из-за своей низкой стоимости потолочные шары часто наполняют газообразным водородом, но иногда используют гелий.
Воздушный шар прикрепляют к соплу для надувания и на шею наматывают веревку. После надевания защитных очков и средств защиты слуха проверяют, полностью ли закрыт игольчатый клапан. Затем открывается главный клапан на цилиндре, а затем регулирующий клапан. Далее игольчатый клапан открывается и баллон начинает надуваться. Когда воздушный шар достигнет нужного размера, сопло надувания начнет подниматься. В этот момент игольчатый клапан закрывается вместе с клапаном регулятора и клапаном баллона. Затем веревкой перевязывают горлышко баллона, чтобы гарантировать, что газ не выйдет наружу.
Во время накачивания необходимо соблюдать осторожность, поскольку баллон может случайно выйти из строя и его разорвать. Если человек, надувающий воздушный шар, не носит защитные очки или средства защиты органов слуха, это может привести к повреждению глаз или ушей.
