大家好，我是“流浪氣球”

文/呂默默（科普、科幻作家） 圖/Cheese

要出門(mén)了，先打開(kāi)手機(jī)應(yīng)用看看天氣預(yù)報(bào)——這已經(jīng)是很多人的生活習(xí)慣。但你可能不知道，人們能準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)天氣，可有我這個(gè)“流浪氣球”的一份功勞。

“流浪氣球”的前世今生

飛上藍(lán)天曾是人類(lèi)的“終極夢(mèng)想”之一，古代的科學(xué)家們想了很多辦法來(lái)親近藍(lán)天，例如制造風(fēng)箏和放飛孔明燈。孔明燈利用的是熱空氣比冷空氣更輕、會(huì)自然上升的特性?？酌鳠舻娘w行比較平穩(wěn)，相對(duì)安全，但受限于材料（主要是竹子和紙），古時(shí)的孔明燈很容易破損，難以完成將人類(lèi)送上藍(lán)天的任務(wù)。

熱空氣帶來(lái)的升力一直啟發(fā)著后來(lái)的科學(xué)家。1783 年，法國(guó)的孟格菲兄弟使用了更密閉、更結(jié)實(shí)的材料，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，終于做出了更大的、可以載人飛行的“孔明燈”——熱氣球。

到了1862 年，兩位英國(guó)人駕駛熱氣球來(lái)到了11 千米的高空中，他們創(chuàng)造了人類(lèi)乘坐熱氣球升空的高度紀(jì)錄。同時(shí)，他們也發(fā)現(xiàn)，在這樣的高度，稀薄的空氣和超低的氣溫足以致命。

雖然人類(lèi)暫時(shí)無(wú)法乘坐熱氣球探索更高、更廣的藍(lán)天，但沒(méi)有生命的儀器卻可以。于是，科學(xué)家們轉(zhuǎn)而開(kāi)始想辦法將研究?jī)x器送上更高的天空。

送儀器上天，熱氣球卻派不上用場(chǎng)了——你總不能指望19 世紀(jì)的儀器能夠自主操作發(fā)熱裝置吧？那怎么辦呢？這個(gè)時(shí)候，比空氣輕的氣體登場(chǎng)了。它們主要是氫氣和氦氣——我們平時(shí)玩的氣球，里面充的多數(shù)就是這兩種氣體。

氣球飛天有啥用

地球的大氣層分成幾個(gè)層次。最靠近地面的叫對(duì)流層，高度為10千米左右。冷熱空氣經(jīng)常在這里“打架”，風(fēng)、雨、雪、雹都在這里產(chǎn)生，因此，這一層對(duì)我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懽蠲黠@，天氣預(yù)報(bào)也主要預(yù)報(bào)的是這一層的天氣狀況。

對(duì)流層往上是平流層，上端抵達(dá)50 千米的高空。在這一層，熱空氣和冷空氣一上一下，雙方和平相處，不怎么會(huì)“打架”，所以基本都是大晴天。但這里的環(huán)境變化也會(huì)向下影響到對(duì)流層，從而對(duì)天氣產(chǎn)生影響。

對(duì)流層和平流層的各種數(shù)據(jù)，例如風(fēng)速、氣溫、空氣密度等，對(duì)于天氣預(yù)報(bào)是很重要的。要想獲得這些數(shù)據(jù)，就該我們探空氣球大顯身手了！

再往上分別是中間層、電離層和逸散層，這三層就跟人們的生活和天氣沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)了。

當(dāng)！當(dāng)！當(dāng)！當(dāng)！是的，依靠較輕的氣體將氣象儀器帶上天的裝置誕生了，那就是我——流浪氣球。當(dāng)然，你也可以稱(chēng)呼我的大名——探空氣球。

我的老前輩們，工作效率比較低。人們只有等它們因?yàn)樾箽饣虮ㄖ鼗氐孛嬷?，才能從氣象儀器中獲取數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)候想進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)，通常也就無(wú)從談起了。

生活在今天的我們就厲害多了。我們攜帶的氣象儀器帶有無(wú)線電裝置，有些伙伴甚至還帶著太陽(yáng)能充電裝置，能夠一邊飛行，一邊傳回記錄的數(shù)據(jù)。這才真正能為天氣預(yù)報(bào)出上一份力呀！

探空氣球滿(mǎn)天飛

那么，天上有多少個(gè)探空氣球在工作？數(shù)量可能比你想象的要多得多。

目前為止，全球約有11 000 個(gè)地面氣象站和1 200 個(gè)探空氣象站。氣象站的工作，就是用各種儀器來(lái)測(cè)試、分析和記錄當(dāng)?shù)氐奶鞖鈹?shù)據(jù)。探空氣象站就好比是探空氣球的發(fā)射基地，工作人員每天都會(huì)給探空氣球充氣，然后分別在0 時(shí)和12 時(shí)將我們釋放出去。釋放得這么頻繁，一方面是為了獲得更加準(zhǔn)確的天氣數(shù)據(jù)，另一方面是因?yàn)槲覀円坏┥咸?，就不可控了。要知道，并不是所有探空氣球都能進(jìn)入10 千米之上的平流層。每次放飛，大約有1 000 個(gè)氣球能飛到10 千米，800 個(gè)能飛到20 千米的高空，只有大約350 個(gè)能飛越30 千米的高空。

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接下來(lái)，該介紹我為啥要流浪了。請(qǐng)注意，我可不是想蹭“流浪地球”的熱度。

探空氣球完成了任務(wù)會(huì)去哪兒呢？當(dāng)我們飛到一定的高度后，空氣中的氣體開(kāi)始減少，氣壓開(kāi)始減小。內(nèi)外的氣壓差超出了我們承受的極限，我們就會(huì)爆炸。

氣球炸了，可下邊還掛著不少氣象儀器，但不要擔(dān)心會(huì)砸到人，現(xiàn)代的氣象儀器一般都帶著降落傘。同時(shí)，這些儀器上還標(biāo)有歸屬和地址，被人找到之后可以寄回去。不過(guò)，這些儀器通常都會(huì)掉在偏僻的地方，基本找不回來(lái)了。

除了因?yàn)楸ɑ蚵獾仍蚨氐降孛娴奶娇諝馇颍€有一部分非常堅(jiān)強(qiáng)的伙伴既不爆炸，也沒(méi)有漏氣，它們就會(huì)在空中一直飛下去。這些探空氣球，自然就成了天空中的“流浪氣球”。

流浪流浪，路在何方

在大氣層中，有一個(gè)區(qū)域叫西風(fēng)帶，“流浪氣球”能順著西風(fēng)帶環(huán)游地球，所以人們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的氣球出現(xiàn)在另一個(gè)國(guó)家的領(lǐng)空上。這算不算侵犯別國(guó)的領(lǐng)空呢？由于很多國(guó)家都簽署了相關(guān)的氣象探測(cè)協(xié)議，所以“流浪氣球”的出現(xiàn)并不會(huì)引發(fā)爭(zhēng)議。飛機(jī)的飛行高度一般在10 千米左右，即使是戰(zhàn)斗機(jī)也很難抵達(dá)30 千米的高空。我飛行的高度，連普通的防空導(dǎo)彈也難以企及，因此，大多數(shù)時(shí)候人們對(duì)探空氣球也是無(wú)可奈何的。所以，就讓我去實(shí)現(xiàn)我的流浪夢(mèng)吧。

未來(lái)還能流浪嗎？

有“可可豆”或許會(huì)問(wèn)，如今的太空中滿(mǎn)是氣象衛(wèi)星，它們可以更加全面地觀測(cè)大氣中的各種數(shù)據(jù)，那么我們探空氣球是不是到了該退休的時(shí)候了呢？

非也，非也！衛(wèi)星觀測(cè)的數(shù)據(jù)大多是通過(guò)拍照或電磁波探測(cè)獲得的，它們并沒(méi)有深入到大氣之中，而這正是我們探空氣球所擅長(zhǎng)的。所以，我們探空氣球依然是綜合氣象數(shù)據(jù)研究中非常重要的一個(gè)部分。

除了帶著設(shè)備飛向高空，我們還能通過(guò)系留纜繩與地面錨泊設(shè)施連接，這時(shí)的我們被稱(chēng)為“系留氣球”。系留氣球無(wú)法流浪，但可以攜帶設(shè)備停泊在空中合適的位置，起到特殊的作用，例如在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，充當(dāng)飄在空中的臨時(shí)通信基站。

瞧！未來(lái)的我們，依舊大有可為！