大家好，我是“流浪气球”

2023-10-16吕默默科普科幻作家Cheese

课堂内外(小学版) 2023年6期

文/吕默默（科普、科幻作家）图/Cheese

要出门了，先打开手机应用看看天气预报——这已经是很多人的生活习惯。但你可能不知道，人们能准确地预报天气，可有我这个“流浪气球”的一份功劳。

“流浪气球”的前世今生

飞上蓝天曾是人类的“终极梦想”之一，古代的科学家们想了很多办法来亲近蓝天，例如制造风筝和放飞孔明灯。孔明灯利用的是热空气比冷空气更轻、会自然上升的特性。孔明灯的飞行比较平稳，相对安全，但受限于材料（主要是竹子和纸），古时的孔明灯很容易破损，难以完成将人类送上蓝天的任务。

热空气带来的升力一直启发着后来的科学家。1783 年，法国的孟格菲兄弟使用了更密闭、更结实的材料，经过无数次试验，终于做出了更大的、可以载人飞行的“孔明灯”——热气球。

到了1862 年，两位英国人驾驶热气球来到了11 千米的高空中，他们创造了人类乘坐热气球升空的高度纪录。同时，他们也发现，在这样的高度，稀薄的空气和超低的气温足以致命。

虽然人类暂时无法乘坐热气球探索更高、更广的蓝天，但没有生命的仪器却可以。于是，科学家们转而开始想办法将研究仪器送上更高的天空。

送仪器上天，热气球却派不上用场了——你总不能指望19 世纪的仪器能够自主操作发热装置吧？那怎么办呢？这个时候，比空气轻的气体登场了。它们主要是氢气和氦气——我们平时玩的气球，里面充的多数就是这两种气体。

气球飞天有啥用

地球的大气层分成几个层次。最靠近地面的叫对流层，高度为10千米左右。冷热空气经常在这里“打架”，风、雨、雪、雹都在这里产生，因此，这一层对我们日常生活的影响最明显，天气预报也主要预报的是这一层的天气状况。

对流层往上是平流层，上端抵达50 千米的高空。在这一层，热空气和冷空气一上一下，双方和平相处，不怎么会“打架”，所以基本都是大晴天。但这里的环境变化也会向下影响到对流层，从而对天气产生影响。

对流层和平流层的各种数据，例如风速、气温、空气密度等，对于天气预报是很重要的。要想获得这些数据，就该我们探空气球大显身手了！

再往上分别是中间层、电离层和逸散层，这三层就跟人们的生活和天气没有太大的关联了。

当！当！当！当！是的，依靠较轻的气体将气象仪器带上天的装置诞生了，那就是我——流浪气球。当然，你也可以称呼我的大名——探空气球。

我的老前辈们，工作效率比较低。人们只有等它们因为泄气或爆炸重回地面之后，才能从气象仪器中获取数据。这个时候想进行天气预报，通常也就无从谈起了。

生活在今天的我们就厉害多了。我们携带的气象仪器带有无线电装置，有些伙伴甚至还带着太阳能充电装置，能够一边飞行，一边传回记录的数据。这才真正能为天气预报出上一份力呀！

探空气球满天飞

那么，天上有多少个探空气球在工作？数量可能比你想象的要多得多。

目前为止，全球约有11 000 个地面气象站和1 200 个探空气象站。气象站的工作，就是用各种仪器来测试、分析和记录当地的天气数据。探空气象站就好比是探空气球的发射基地，工作人员每天都会给探空气球充气，然后分别在0 时和12 时将我们释放出去。释放得这么频繁，一方面是为了获得更加准确的天气数据，另一方面是因为我们一旦上天，就不可控了。要知道，并不是所有探空气球都能进入10 千米之上的平流层。每次放飞，大约有1 000 个气球能飞到10 千米，800 个能飞到20 千米的高空，只有大约350 个能飞越30 千米的高空。

气球为啥要流浪

接下来，该介绍我为啥要流浪了。请注意，我可不是想蹭“流浪地球”的热度。

探空气球完成了任务会去哪儿呢？当我们飞到一定的高度后，空气中的气体开始减少，气压开始减小。内外的气压差超出了我们承受的极限，我们就会爆炸。

气球炸了，可下边还挂着不少气象仪器，但不要担心会砸到人，现代的气象仪器一般都带着降落伞。同时，这些仪器上还标有归属和地址，被人找到之后可以寄回去。不过，这些仪器通常都会掉在偏僻的地方，基本找不回来了。

除了因为爆炸或漏气等原因而回到地面的探空气球，还有一部分非常坚强的伙伴既不爆炸，也没有漏气，它们就会在空中一直飞下去。这些探空气球，自然就成了天空中的“流浪气球”。

流浪流浪，路在何方

在大气层中，有一个区域叫西风带，“流浪气球”能顺着西风带环游地球，所以人们经常会发现一个国家的气球出现在另一个国家的领空上。这算不算侵犯别国的领空呢？由于很多国家都签署了相关的气象探测协议，所以“流浪气球”的出现并不会引发争议。飞机的飞行高度一般在10 千米左右，即使是战斗机也很难抵达30 千米的高空。我飞行的高度，连普通的防空导弹也难以企及，因此，大多数时候人们对探空气球也是无可奈何的。所以，就让我去实现我的流浪梦吧。