天井バルーン
パイロットバルーンまたはピバルとも呼ばれるシーリングバルーンは、気象学者が日中に雲底の高度を測定するために使用されます。過去、そして現在でも時々、セオドライトを使用して気球を追跡し、上空の風速と風向を測定していました。[ 1 ]シーリングバルーンの原理は、上昇 速度（上昇速度）が既知の気球が放出されてから雲の中に消えるまでの時間を測定することで、雲底の高度を計算できるというものです。
使い方
シーリングバルーンは、通常赤色の（縦溝のある）小型ゴム気球で、膨張前は一般に直径 76 mm（3 インチ）で、膨張すると直径約 40 cm（約 15.75 インチ）になります。膨張後、気球は屋外に持ち出され、放出されます。放出されてから雲に入るまでの時間を計ることにより、シーリング高度を測ることができます。適切に膨張した場合、気球は毎分 140 メートル（毎分 460 フィート）の速度で上昇します。雲の底が平らで固体であることはまれであるため、シーリング高度は気球が消えた時ではなく、色が薄れ始めた時になります。気球は、霧や吹雪の層への垂直視程を測定するのにも使用できます。この場合、気球は放出されるとすぐに薄れ始めるため、垂直視程は気球が消えた時になります。気球が雲層のかなりの距離まで見える場合、航空機にとって重要であるため、観測者はそれを記録する必要があります。
雲の高さを測る方法として、雲頂気球は信頼性が高く、安全で、かつ簡便です。しかし、観測者が注意すべき欠点もいくつかあります。雨や湿った雪は気球の上昇速度を遅くし、雲頂が実際よりも高く見えることがあります。また、強風や視界不良により、気球が実際には雲の中に入っていないのに、雲の中に入ったように見えることがあります。気球は毎分140メートル（毎分460フィート）の速度で上昇するため、高度700メートル（2300フィート）に達するまでに5分以上かかります。この高度を超えると、双眼鏡を使っても気球を追跡することは難しく、気球から少しでも目を離すと、ほぼ確実に消えてしまいます。
夜間、気球の使用が現実的でない場合は、天井プロジェクターが使用されます。しかし、薄暮時は天井プロジェクターが使用できないこともあり、その場合はパイロットバルーンライト（風船用パイロットライト）が使用されることがあります。これは、電池が取り付けられたシンプルな懐中電灯です。電池を充電するには、3分間水に浸し、気球に結び付けてから膨らませます。現在ではほとんど使用されていません。
技術的な詳細
バルーンと関連機器は通常、ガスボンベ近くの壁に取り付けられたキャビネットに保管されます。キャビネットには3つの扉があり、そのうち1つは下開きで、そこにフィラースタンドが取り付けられています。フィラースタンドの上部にはL字型のパイプがあり、2つのリングが付いています。下部には小さなリング、上部にはインフレーションノズルと呼ばれる大きなリングが付いています。これらのリングは、バルーンを膨らませた際にチューブがスタンドから落ちたり、上がりすぎたりするのを防ぎます。上部のリングには、取り付けられたバルーンをしっかりと固定するための溝がいくつか刻まれています。
パイプの底には重りが付いており、正確な量のガスが注入されると、これが持ち上がり、バルーンが満杯になったことを示します。このパイプにはゴムホースが接続されており、フィラースタンドに2回通されています。1つ目の穴はチューブの動きを許容するためチューブよりも大きく、2つ目の穴はチューブを固定するために使われます。
そこからチューブはニードルバルブへと伸び、バルーンに流れるガスの量を制御します。次に、2つ目のチューブがバルブからガスシリンダーに取り付けられたレギュレーターバルブへと伸びます。このバルブには2つの圧力計が取り付けられており、1つはガスシリンダー内の総圧力を示し、もう1つはチューブを流れるガスの量を示します。通常、シリンダーは鋼鉄製で、重量は約140ポンド（65 kg）です。シリンダーには、標準圧力で約200フィート3（5.7 m3 ）相当のガスが2000 psi（14メガパスカル）の圧力で貯蔵されており、約120個のバルーン（公称直径45 cm）を膨らませることができます。
キャビネットの反対側には、風船、ストリングライト、ピバルライトを収納するスペースがあります。風船に充填するガスは ヘリウムまたは水素です。天井バルーンはコストが低いため、水素ガスで充填されることが多いですが、ヘリウムが使用される場合もあります。
バルーンを膨張ノズルに取り付け、紐をバルーンの首に巻き付けます。安全メガネと聴覚保護具を装着し、ニードルバルブが完全に閉じていることを確認します。次に、シリンダーのメインバルブを開き、続いてレギュレーターバルブを開きます。次にニードルバルブを開き、バルーンが膨張し始めます。バルーンが適切なサイズに達すると、膨張ノズルが上昇し始めます。この時点で、ニードルバルブ、レギュレーターバルブ、シリンダーバルブが閉じられます。次に、紐でバルーンの首を締め、ガスが漏れないようにします。
バルーンの膨張作業は、不良品や破裂が発生する可能性があるため、細心の注意が必要です。バルーンを膨らませる際にゴーグルや聴覚保護具を着用していない場合、目や耳に損傷が生じる可能性があります。
参照
参考文献
- カナダ環境省 - 大気環境サービス、技術マニュアル (TM07-01-01) 天井バルーン装置 76 mm (3 インチ)。
- ^ Brenner, Martin (2009-11-25). 「Pilot Weather Balloon (Pibal) Optical Theodolites」 . Martin Brenner's Pilot Balloon Resources . カリフォルニア州立大学ロングビーチ校. 2012年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年7月25日閲覧。
