Dados Recolhidos
Pode consultar aqui os dados apresentados pela equipa Balua-IST , dos quais se destacamos as seguintes análises:
Altitude
Permite a identificação imediata dos instantes de lançamento, altura máxima (explosão do balão e início da queda) e chegada ao solo.
Altitude expressa em metros, m.
A análise do traçado gráfico permite a classificação do movimento de ascensão como uniforme e o de descida como variado, e a consequente análise dinâmica das forças associadas.
svd
Velocidade vertical do balão (dados da altitude)
Tomando como positivo o sentido crescente da altitude, temos o seguinte gráfico para a componente vertical da velocidade do balão:
Pressão
Recurso de útil para o estudo de hidrostática, podendo servir para, a partir da variação da pressão atmosférica com a altura da coluna de ar, concluir que a densidade do ar na troposfera não é constante com a altitude.
Pressão expressa em pascal, Pa.
Dado que foram feitas duas medições da pressão, podemos obter o gráfico do seu valor médio em função da altitude, apresentado aqui pela sua linha de tendência:
Temperatura
Os equipamentos não se encontravam em equilíbrio térmico com o exterior, graças à energia térmica libertada não só pelo seu próprio funcionamento, como pelo funcionamento de uma resistência de aquecimento.
A análise dos dados da temperatura exterior permitem identificar a Troposfera, a Tropopausa e a entrada na Estratosfera.
Temperatura expressa em graus celsius, ºC.
O cruzamento desses dados com a altitude permitem obter os limites destas camadas.
Estes dados permitem também refletir sobre a razão da temperatura medida na descida e na subida do balão serem tão diferentes na estratosfera, ao contrário do que acontece na troposfera.
Podemos traçar o gráfico do valor médio da temperatura nas duas medições (subida e descida).
O cruzamento com os valores da temperatura e da pressão atmosférica com a altitude dá consistência à identificação das camadas da Troposfera e Tropopausa, e identificar a entrada na Estratosfera.
Ozono
A correlação entre a altitude e a composição de trioxigénio (ozono) na mistura gasosa pode ser explorada no contexto das reações fotoquímicas que ocorrem na Estratosfera.
Composição em ozono em fração em volume, partes por bilião (ppb).
O sensor apresenta a unidade ppb no sistema imperial, correspondendo a partes por milhar de milhão no sistema internacional. O sensor tem um alcance de 10 ppb (sistema imperial), ou seja, mede entre 0 e 10000 partes por milhar de milhão (sistema internacional). De notar o sensor usa uma membrana para fazer medições e que, quando é exposto a elevada humidade, as leituras são afetadas e pode até nem funcionar. É o que poderá provavelmente ter sucedido na subida (até porque o tempo estava nebulado no dia do lançamento):
Apesar desta suspeita, apresenta-se o gráfico da média dos dois valores (subida e descida) em função da altitude:
O cruzamento destes dados com a temperatura pode ser útil no contexto do estudo das reações fotoquímicas (os valores apresentados são a média dos obtidos na subida e na descida):
Muões
A medição de muões na alta atmosfera é uma das provas experimentais mais conhecidas da relatividade restrita. O tempo de semivida dos muões é muito curto (de 2,2 microsegundos, no referencial de repouso). Após terem sido formados, na alta atmosfera, pela interação da matéria com os raios cósmicos, viajariam no máximo centenas de metros, até se decomporem. No entanto, percorrem quilómetros até serem medidos na estratosfera, o que é explicável pela dilatação temporal em relação ao nosso referencial Terra.
Como o balão subiu e desceu, podemos representar a contagem de muões em função da altitude crescente, ou decrescente, diferenciando os valores medidos na descida e na subida (contagem em intervalos de 15 s em 15 s):
Utilizando-se a médias das medições, em caso de haver valores medidos na subida e na descida, obtém-se:
Para a suavização de valores e obtenção da linha de tendência usou-se uma média móvel simples: para cada ponto de altitude foi calculada a média das contagens vizinhas dentro de uma janela de 50 pontos (25 para cada lado do ponto considerado), o que suaviza bastante, eliminando oscilações locais e deixando só a variação geral com a altitude. Cada valor no gráfico suavizado não é uma medição única, mas sim a média das 50 medições de altitude mais próximas.
Ultravioletas
No caso do sensor de UV a direção da orientação na medição é muito relevante. Dado o movimento algo caótico do sensor anexado ao balão não é possível definir uma orientação fixa durante o voo. Por este motivo, há oscilações evidentes nos valores, que são justificáveis por este motivo.
Acresce que o intervalo de comprimentos de onda em que o sensor reage, e a sua sensibilidade, são parâmetros afetados de forma não uniforme com o comprimento de onda, o que introduz uma camada extra de dificuldade à analise destes resultados.
Para obviar esse problema apresenta-se os valores máximos medidos de 10 em 10 minutos, admitindo que corresponderão aos valores de exposição ideal do sensor à radiação:
A análise dos valores máximos da irradiância medida em função da altitude, separando a subida e a descida, permite concluir que a leitura foi mais bem sucedida na subida:
Usando apenas os dados da subida, e expressando os valores máximos (a sua média móvel suavizada a intervalos de 50 m em 50 m) com a altitude, obtêm-se um gráfico que permite identificar a menor irradiância da radiação UV na Troposfera, comparativamente ao seu valor na Estratosfera.
