An environmentally friendly weather balloon system

Abstract

This research investigates whether the weather balloon observation system can be made environmentally friendly. Through literature and patent search, combined with theory of inventive problem solving (TRIZ) methods, alternative materials and operations to the current system model are analyzed. Focusing on solutions applicable to the target environment, goal and budget, changes to the current policies are proposed. Furthermore, the findings are tested through two field experiments, with the objective of providing empirical data to the study as well as demonstrating proof-of-concept systems, as alternatives to the current one.

By focusing on key features, this research seeks to gain a holistic view of the current and future operating models, consequently enabling the management level of relevant organizations to consider the proposed changes with all the necessary information at hand. These changes include (but not limited to) improving the current tracking method to allow easier retrieval of launched radiosondes, a biodegradable shell structure, color changes, a network receiver system based on existing field equipment, an open access database, and landing coordinate prediction and reporting model for the public.

This research contributes not only to the available literature but also to the operational models, by suggesting more environmentally friendly ways of conducting high-altitude weather observations through radiosonde technology.

Tämä tutkimus pyrkii selvittämään, voidaanko säähavaintopallojärjestelmä tehdä ympäristöystävälliseksi. Kirjallisuuden ja patenttihaun avulla, yhdistettynä keksinnöllisten ongelmanratkaisumenetelmien (TRIZ) teoriaan, analysoidaan vaihtoehtoisia materiaaleja ja toimintoja nykyiselle järjestelmämallille. Kohdeympäristöön, tavoitteeseen ja budjettiin keskittyvien ratkaisujen kautta voidaan nykyisiin käytäntöihin ehdottaa muutoksia. Lisäksi löydöksiä testataan kahdella kenttäkokeella, joiden tavoitteena on tuottaa tutkimukseen empiiristä tietoa sekä esitellä konseptit vaihtoehtoina nykyiselle järjestelmälle.

Keskittymällä järjestelmien keskeisimpiin piirteisiin tämä tutkimus pyrkii luomaan kokonaisvaltaisen kuvan nykyisistä ja tulevista toimintamalleista, jolloin asianosaisten organisaatioiden johto saa kaiken tarvittavan tiedon ehdotettuja muutoksia käsitellessään. Näihin muutoksiin lukeutuvat muun muassa nykyisen seurantamenetelmän parantaminen lähetettyjen radiosondien jäljittämisen ja palauttamisen helpottamiseksi, biohajoava kuorirakenne, värimuutokset, olemassa oleviin kenttälaitteisiin perustuva vastaanotinverkko, avoimen pääsyn tietokanta sekä julkinen laskeutumiskoordinaattien ennustus- ja raportointimalli.

Tämä tutkimus tukee aihealueesta saatavilla olevaa kirjallisuutta sekä myös toimintamalleja ehdottamalla ympäristöystävällisempiä tapoja suorittaa ilmakehän radiosonditekniikkaan perustuvia säähavaintoja.