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探空氣球（Sounding Balloons、Radiosonde balloon）是一種用于氣象觀測的特殊運載工具，能夠攜帶各種測量裝置，監測大氣的關鍵參數，如溫度、氣壓和濕度等，為天氣預報和氣象研究提供重要數據。探空氣球可以升至高達30000米以上的高度，是氣象觀測中不可或缺的工具。

早在1809年，英國人沃利斯和福雷斯首次使用測風氣球探測高空風。1862年，格林威治氣象臺的格列塞爾臺長和助手冒險乘坐氣球升至8800米高空，進行了高空探測，盡管條件非常艱苦，但還是取得了重要的進展。1864年，英國氣象學家開始采用系留氣球下懸掛的氣象儀器進行低空氣象觀測，這種方法較為安全可靠。1898年，萊昂·泰瑟倫·德·博爾特（LéonTeisserenc De Bort ，1855-1913）開始使用風箏和氣球進行垂直探測，1899年通過實驗論證了平流層的存在。直到第一次世界大戰期間，人們才認識到這些探測的重要性，并建立了探空站網絡來進行大氣觀測。1902年，德國氣象學家R.阿斯曼提出利用橡膠氣球結合經緯儀追蹤探測大氣及風的方法。1927年，羅伯特·伯克和皮埃爾·伊德拉克發明了無線電探空儀，使得通過無線電接收氣球攜帶的儀器的測量值成為可能。在出現衛星數據之前，這些觀測值成為數值天氣預報模式中同化的主要來源。

當地時間2023年2月2日，美國國防部官員稱正在追蹤一顆疑似來自中國的高空“間諜”氣球，但許多專家對指控表示懷疑，認為缺乏充分依據。兩天后，美國聯邦航空局臨時暫停北卡羅來納州和南卡羅來納州等機場飛機起降，兩架F-22戰斗機其中一架擊落了探空氣球。此事件導致中美外交訪問取消并引發政治辯論。

發展

早在1809年，兩位英國人沃利斯和福雷斯就首次創造性地使用測風氣球來探測高空風的情況。之后的1862年的9月5日，格林威治氣象臺的臺長格列塞爾和他的助手一同乘坐氣球升到了8800米的高空，進行了高空探測飛行，而且還沒有帶氧氣設備，可見當時的探測條件非常艱苦。1864年，英國的氣象學家首次采用了系留氣球下懸掛的氣象儀器來進行低空氣象觀測，系留氣球是通過纜繩將氣球拴在地面絞車上，并可以控制其在大氣中的飄浮高度，這樣可以相對安全和可靠地進行觀測，由于氫氣球的升高性能好、滯空時間長，所以應用得比較廣泛，但氫氣球有易燃易爆的缺點。此時的科學家們還探索了其他方法來確保儀器和資料的回收，例如使用降落傘法，即氣球上升到一定高度后破裂，然后降落傘會打開，將儀器安全地送回地面。還有另一種叫做雙球法，即其中一個氣球破裂后，另一個氣球仍然不能支撐儀器的重量，從而使得儀器安全下降回地面。這些方法都對儀器和數據的回收產生了一定的效果。

1898年，一位名叫萊昂·泰瑟倫·德·博爾特（LéonTeisserenc De Bort ，1855-1913）的科學家開始使用風箏和氣球來對大氣進行垂直探測。1899年，萊昂·泰瑟倫·德·博爾特通過實驗論證了平流層的存在，到了第一次世界大戰期間，人們才開始認識到這些探測的重要性，并建立了一個探空站網絡來進行大氣觀測。羅伯特·伯克和皮埃爾·伊德拉克兩人在1927年發明了無線電探空儀，這使得通過無線電接收氣球攜帶的儀器的測量值成為可能。在出現衛星數據之前，這些觀測值成為數值天氣預報模式中同化的主要來源。從20世紀20年代開始，氦氣球出現，并取代了之前使用的易燃易爆的氫氣球，采用氦氣填充的氣球解決了氫氣氣球的安全隱患，使探空氣球的使用更加安全可靠。

1955年開始，北京橡膠研究院采用國產天然乳膠為原料，成功研制出了測云測風氣象氣球，并在廣州市成立了我國首家膠乳氣球生產廠家——第十一橡膠廠。之后該廠開始生產10#、20#、30#、50#等型號的測云測風天然膠乳氣球，逐步擴大生產規模。

1965年，云南昆明近郊成立了化工部乳膠工業研究所，研發了氯丁膠乳氣球。隨后陸續研制出1500克、950克、750克等型號的天然膠乳探空氣球，實現了天然膠乳氣象氣球的系列化研究。到了1972年，北京乳膠廠也開始生產天然膠乳測云測風氣球，使得中國膠乳氣球的生產規模進一步擴大，形成了兩家生產廠家和一個研究所的格局。

順著近幾十年來，探空氣球的應用也得到了進一步發展，現在氣球可以攜帶各種無線電探測器升空，從而測定高空各高度上的溫度、濕度和氣壓等氣象要素。同時利用雷達對自由飛行的氣球定位，可以獲得氣球的經度、緯度和高度數據。這些創新使得膠乳氣球的發展更加先進和多樣化。

用途

探空氣球是一種用于氣象探空的特殊氣象儀器，可以搭載各種測量裝置，幫助了解大氣層的情況。這些搭載的儀器能夠實時監測和記錄大氣的關鍵參數，如溫度、氣壓和濕度等，幫助人們進行實時分析或者研究。探空氣球可以升至非常高的高度，大約30000米左右，最大高度可以達到約50000米。

高空氣象觀測在現代氣象學中依然扮演著至關重要的角色，而探空氣球作為主要的氣象探空運載工具，在這個領域中仍然占有著不可替代的地位。以中國氣象部門為例，其采用的氣象探空方法通常是結合“地面雷達+探空儀”的方式進行。在這種方法中，探空氣球將搭載的探空儀升空，氣球上升的速度通常在每分鐘300到500米之間。這使得探空氣球能夠覆蓋從地面到高度約40千米的范圍，涵蓋了大氣邊界層和自由大氣，探空氣球在上升的過程中，搭載的探測儀器將實時收集氣象數據，包括氣溫、氣壓、濕度、風向和風速等重要參數，此外還包括一些特殊項目，如大氣成分、臭氧、輻射、大氣電場等。

構造

現在的探空氣球通常采用氦氣填充，這種氣球使用高質量的氯丁橡膠材料制成。二次世界大戰之前，各國均采用天然膠乳材料；二次世界大戰之后，主要采用天然膠乳和氯丁膠乳兩種材料；目前，世界上生產氣球的總的發展趨勢是使用氯丁膠乳材料。相比之前使用氫氣的氣球，采用氦氣氣球具有重要的優勢，有效地解決了之前氫氣氣球易燃易爆的安全隱患。

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