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直上重霄九-高空急流与探空

潘海涛

乘坐热气球不停站，不中途加油环绕地球一周，是航空界内最后的几个重大挑战之一。瑞士人Bertran Piccard和英国人Brian Jones在本年三月二十日终于克服困难，乘坐热气球随著副热带高空急流东进，在十九天一小时又四十九分钟航行了四万二千八百一十公里，成功地环绕地球一周。

高空急流─成功之匙: 热气球是依靠风力飘行的，要到一定的目的地就要找到一定方向的气流。譬如说，在北半球中纬度地区，气球升空不久便进入西风带，会由西向东飘行；但升到20公里左右时却改而进入东风带，气球又会向西飘回。因此，只需要改变气球的浮力，升到一定的高度便可以令气球飘行到目的地。为了达到这个目的，便利用燃烧器发出热力来改变气球的浮力，以便升到一定的高度。由于热气球只能携带有限的燃料，故需要尽量利用大气层里的大风区─高空急流，乘风高速东进。

高空急流通常位于九千公尺左右的高度，在冷锋的后面和暖锋的前面，从西往东吹。锋的温度差异越大则急流速度越高。时速有时可达300公里。高空急流在航空界内的重要性可以从下面例子看出：在冬季当高空急流较强时，航机横渡大西洋从纽约到巴黎﹝顺急流方向﹞的飞行时间可以较回程时﹝逆急流方向﹞快一个半小时。Piccard和Jones在他们的航程中，每天都由气象专家向他提供最新的天气图，以便寻找高空急流，控制气球的航行。大家可能有兴趣知道，这些大气层的资料又是如何探测得来的呢？无独有偶，这些供热气球导航用的资料原来也主要是利用气球探测取得的。

高空探测气球：每当早晨七、八时或下午一、二时之际，香港的市民常常可以看到一个乳白色的大气球冉冉升空。气球下面悬挂著的是一个白色小仪器盒。这是香港天文台京士柏高空气象观测站放出的高空探测气球和无线电探空仪。我们就是利用这些仪器去探测高空气象情况的。高空探测为很多行业，如大气科学研究，天气预报，及航空航天等提供基本的资料。

气球制造容易，价格便宜；在观测高度上，又可以起到"承上启下"的作用，卫星探测的高度太高，而地面上一些探测工具的高度又太低，气球正合乎"中庸之道"；另一方面，气球飞行比较平稳，适合作为一个携带观测仪器的工具。由于这种种原因，气球几个世纪以来都被积极使用，成了主要的高空探测工具。现在全球大约有一千个高空气象观测站，每天定时发放气球，以取得常规的高空气象资料。

悬挂在气球下面的小小无线电探空仪，虽然重量不到500克，却是一个飞行气象台。探空仪由气压、温度、湿度感应元件，发射机，全球定位系统(GPS)天线和电源四个部分组成。随时用发报机把所在高度的气象资料，包括大小种种变化，传送到地面。探测风向风速时香港天文台采用最新的GPS测风技术。GPS是一套有24个卫星作高准确度定位的世界性导航系统。这套GPS测风系统的准确度极高，兼且不易受闪电及雷暴等恶劣天气影响。

高空急流示意图

﹝文汇报 1999年11月12日﹞