بالون السقف

يستخدم خبراء الأرصاد الجوية بالون السقف، المعروف أيضًا بالبالون الدليلي أو بالون البيبال ، لتحديد ارتفاع قاعدة السحب فوق سطح الأرض خلال ساعات النهار. في الماضي، وأحيانًا في الوقت الحاضر، كان يُستخدم جهاز الثيودوليت لتتبع البالون بهدف تحديد سرعة واتجاه الرياح في طبقات الجو العليا. ^{[ 1 ]} ويعتمد مبدأ عمل بالون السقف على قياس توقيت البالون، ذي معدل الصعود المعروف (مدى سرعة صعوده)، منذ لحظة إطلاقه وحتى اختفائه في السحب، وذلك لحساب ارتفاع قاعدة السحب.

بالون السقف هو بالون مطاطي صغير، عادةً ما يكون أحمر اللون ومُضلّعًا، يبلغ قطره عادةً 76  ملم (3  بوصات) قبل النفخ، ويُنفخ إلى  قطر 40 سم (15.75 بوصة) تقريبًا. بعد النفخ، يُخرج البالون ويُطلق. من خلال حساب الوقت من لحظة إطلاقه حتى دخوله السحابة، يُمكن الحصول على ارتفاع السقف. عند نفخه بشكل صحيح، يرتفع البالون بمعدل 140 مترًا في الدقيقة (460  قدمًا في الدقيقة). نادرًا ما تكون قواعد السحب مسطحة وصلبة، لذا فإن ارتفاع السقف لا يُقاس عند اختفاء البالون، بل عند بدء تلاشي لونه. يُمكن أيضًا استخدام البالون لقياس مدى الرؤية الرأسية داخل طبقة من الضباب أو الثلج المتطاير . في هذه الحالة، يبدأ لون البالون بالتلاشي فور إطلاقه، لذا فإن مدى الرؤية الرأسية يُقاس عند اختفاء البالون. إذا كان البالون مرئيًا لمسافة كبيرة داخل طبقة السحب، يجب على الراصد تدوين ذلك لأهميته بالنسبة للطائرات.

يُعدّ بالون السقف وسيلةً موثوقةً وآمنةً وبسيطةً للحصول على مؤشرٍ لارتفاع السحب. مع ذلك، فإنه يعاني من بعض العيوب التي يجب على الراصد الانتباه إليها. فقد يُبطئ المطر والثلج الرطب صعود البالون، مما يُعطي انطباعًا خاطئًا بارتفاع السقف، كما قد تتسبب الرياح العاتية وضعف الرؤية في ظهور البالون وكأنه يدخل السحابة قبل دخوله الفعلي. وبما أن البالون يرتفع بمعدل 140 مترًا في الدقيقة (460  قدمًا في الدقيقة)، فسيستغرق أكثر من خمس دقائق للوصول إلى ارتفاع 700  متر (2300  قدم). بعد هذا الارتفاع، تصبح القدرة على تتبع البالون، حتى باستخدام المنظار، ضعيفةً، إذ أن أدنى حركة للعين بعيدًا عنه ستؤدي حتمًا إلى اختفائه.

في الليل، عندما يتعذر استخدام البالون، يُستخدم جهاز عرض السقف . أما في وقت الغسق، فقد يتعذر استخدام جهاز عرض السقف، وعندها يُمكن استخدام مصباح بالون التوجيه (بيبال). وهو عبارة عن مصباح يدوي بسيط موصول ببطارية. لشحن البطارية، تُغمر في الماء لمدة ثلاث دقائق ثم تُربط بالبالون قبل نفخه. نادرًا ما تُستخدم هذه المصابيح اليوم.

تُخزَّن البالونات ومعداتها عادةً في خزانة مُثبَّتة على الحائط بالقرب من أسطوانات الغاز. تحتوي الخزانة على ثلاثة أبواب، أحدها يُفتح للأسفل، ويُثبَّت عليه حامل التعبئة. في أعلى حامل التعبئة، يوجد أنبوب على شكل حرف L مزود بحلقتين، حلقة صغيرة في الأسفل وأخرى أكبر في الأعلى تُسمى فوهة النفخ . تمنع الحلقتان الأنبوب من الانزلاق عبر الحامل أو الارتفاع أكثر من اللازم عند نفخ البالون. تحتوي الحلقة العلوية على عدة أخاديد مُحفورة فيها، للمساعدة في تثبيت البالون المُثبَّت عليها.

يوجد في أسفل الأنبوب ثقل يرتفع عند إضافة الكمية المطلوبة من الغاز، مشيرًا إلى امتلاء البالون. يُوصل خرطوم مطاطي بهذا الأنبوب ويمر عبر حامل التعبئة مرتين. الفتحة الأولى أكبر من الأنبوب للسماح بالحركة، بينما تُستخدم الثانية لتثبيت الأنبوب في مكانه.

ومن هناك، يمتد أنبوب إلى صمام إبرة يتحكم بكمية الغاز المتدفق إلى البالون. ثم يمتد أنبوب ثانٍ من الصمام إلى صمام منظم متصل بأسطوانة الغاز. يحتوي هذا الصمام على مقياسين للضغط، أحدهما يُظهر الضغط الكلي المتبقي في أسطوانة الغاز، والآخر يُظهر كمية الغاز المتدفق عبر الأنبوب. عادةً ما تكون الأسطوانة مصنوعة من الفولاذ وتزن حوالي 65  كيلوغرامًا (140  رطلًا). تحتوي على ما يعادل حوالي 5.7  متر ^مكعب (200 قدم ^مكعب ) من الغاز عند الضغط القياسي، مُخزنة عند ضغط 14 ميجاباسكال (2000 رطل لكل بوصة مربعة )، وتكفي لنفخ حوالي 120 بالونًا (بقطر اسمي 45  سم).

يوجد على الجانب المقابل من الخزانة مساحة لتخزين البالونات والخيوط وأضواء الزينة. يُستخدم غاز الهيليوم أو الهيدروجين لملء البالون . ونظرًا لانخفاض تكلفته، غالبًا ما تُملأ بالونات السقف بغاز الهيدروجين، ولكن يُستخدم الهيليوم أحيانًا.

يُربط البالون بفوهة النفخ، ويُلف خيط حول عنقه. بعد ارتداء نظارات السلامة وواقيات الأذن، يتم التأكد من إغلاق صمام الإبرة تمامًا. ثم يُفتح الصمام الرئيسي للأسطوانة، يليه صمام منظم الضغط. بعد ذلك، يُفتح صمام الإبرة ويبدأ البالون بالانتفاخ. عندما يصل البالون إلى الحجم المطلوب، تبدأ فوهة النفخ بالارتفاع. عند هذه النقطة، يُغلق صمام الإبرة مع صمام منظم الضغط وصمام الأسطوانة. ثم يُستخدم الخيط لربط عنق البالون بإحكام لمنع تسرب الغاز.

يجب توخي الحذر أثناء نفخ البالون لاحتمالية وجود بالون معيب وانفجاره. إذا لم يكن الشخص الذي ينفخ البالون يرتدي نظارات واقية أو واقيات للأذن، فقد يتعرض لإصابة في العين أو الأذن.

• بالون الطقس
• بالون مراقبة
• الجدول الزمني لتقنيات الهيدروجين
• جهاز الثيودوليت §  بيبال

• وزارة البيئة الكندية - خدمات البيئة الجوية، الدليل الفني (TM07-01-01) معدات بالون السقف 76  مم (3  بوصة).