METEOROLOGIA AERONAUTICA

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1 METEOROLOGIA AERONAUTICA Parte I 24/07/12 enav.it

2 METEOROLOGIA AERONAUTICA La meteorologia aeronautica è la scienza che descrive i fenomeni meteorologici pericolosi per il volo. Questi sono: la turbolenza (trattata nella parte I) il wind shear (trattato nella parte II) i temporali (trattati nella parte III) l icing (o formazione di ghiaccio sui velivoli, trattati nella parte III) la riduzione della visibilità (trattati nella parte III) Nella parte IV di questo corso vengono descritti gli avvisi di sicurezza e le carte aeronautiche attraverso i quali tali fenomeni vengono segnalati all utenza aeronautica. 2

3 METEOROLOGIA AERONAUTICA PARTE I Nella Parte I si parlerà di turbolenza: Definizione aeronautica di turbolenza dell aria Intensità Effetti sui velivoli Tipi di turbolenza in base al fenomeno meteorologico che la produce e meccanismi di formazione Turbolenza convettiva, dovuta ai moti convettivi Turbolenza meccanica e onde di montagna Turbolenza in aria chiara e corrente a getto Turbolenza di scia che, sebbene non sia un fenomeno meteorolgoico, viene trattato insieme alla turbolenza perchè produce I medesimi effetti sui velivoli della turbolenza meteo 3

4 TURBOLENZA E WIND SHEAR Dal punto di vista aeronautico sono considerati due fenomeni distinti, ma sono in realtà l una l effetto e l altro la causa dello stesso fenomeno: la deviazione indesiderata dell aereo dalla propria traiettoria di volo con sobbalzi e scossoni (turbolenza), provocata da rapida variazione in direzione e/o intensità del vento (wind shear). Per consuetudine la turbolenza è considerata un fenomeno negativo in tutte le fasi di volo, il wind shear è considerato negativo solo a bassa quota (LLWS, Low Level Wind Shear). 4

5 TURBOLENZA Definizione: Insieme di scossoni cui è soggetto un aereo in volo quando incontra correnti ascendenti o discendenti o raffiche di vento. La definizione è basata sulle sensazioni dell equipaggio e dei passeggeri, dipende dal tipo e dallo stato dell aereo e dalla reazione del pilota. Esiste anche una classificazione dell intensità della turbolenza, anch essa basata sulle reazioni del velivolo. 5

6 TURBOLENZA INTENSITA LEGGERA (LIGHT): momentanee e leggere variazioni di assetto e di quota dell aereo MODERATA (MODERATE): variazioni più intense ma aereo sotto controllo FORTE (SEVERE): variazioni ampie e repentine, aereo momentaneamente fuori controllo ESTREMA (EXTREME): aereo violentemente sbattuto e totalmente incontrollabile, possibili danni alla struttura dell aereo 6

7 La turbolenza viene divisa in base ai fenomeni meteorologici che la producono. Convettiva Generata dai fenomeni convettivi (per es. temporali) Meccanica TURBOLENZA TIPI Provocata dall attrito superficiale (per es. onde di montagna, MTW) Turbolenza in aria chiara (CAT) Generata dall energia del flusso dell aria Turbolenza di scia Non è un fenomeno meteorologico, ma i suoi effetti sono analoghi a quelli della turbolenza meteo Vediamo in dettaglio ciascuno di questi casi. 7

8 TURBOLENZA CONVETTIVA Associata alle termiche Maggiore nelle ore pomeridiane, quando è massimo il soleggiamento Più intensa in estate Caratteristica delle giornate di cielo sereno (maggiore apporto di calore dal sole) Si verifica nelle vicinanze del suolo Favorita da terreni collinari o montuosi che aiutano il sollevamento Può essere resa visibile da nubi di tipo cumulo Termiche intense possono generare nubi a forte sviluppo verticale (towering cumulus TCU, o cumulonembi CB) 8

9 Sfruttate dal volo a vela Aerei di maggiori prestazioni possono essere soggetti a turbolenza da leggera a moderata Raffiche verso l alto Al top dello strato di convezione libera strato di aria stabile TURBOLENZA CONVETTIVA TERMICHE Aereo non risente più della turbolenza (base dei cumuli) 9

10 TURBOLENZA CONVETTIVA INTENSITA 10

11 TURBOLENZA MECCANICA E dovuta all attrito col suolo Rottura del flusso laminare, che genera vortici Maggiore in presenza di ostacoli Anche piccoli ostacoli nelle vicinanze della pista (hangar su campi di volo) 11

12 TURBOLENZA MECCANICA Dipende da: Tipo di terreno Forza del vento 12

13 TURBOLENZA MECCANICA ONDE DI MONTAGNA (MTW) Si formano quando il vento incontra una catena montuosa. Più facilmente quando: o o o la direzione del vento è perpendicolare alla catena lo strato di aria è stabile al livello della catena la velocità del vento è di almeno 25 kt e in aumento con la quota Se l aria è umida sono rese visibili da caratteristiche nubi associate: o o nubi lenticolari nubi di rotore su creste di particolare ampiezza 13

14 ONDE DI MONTAGNA (MTW) MOTI ASCENDENTI MOTI DISCENDENTI 14

15 ONDE DI MONTAGNA CARATTERISTICHE Strato interessato tra e ft al di sopra del picco Maggiore altezza catena, maggiore ampiezza dell onda Maggiore forza del vento, maggiore lunghezza dell onda Tipica lunghezza d onda tra 6 e 30 km Fohn sottovento se velocità vento sufficiente Rotori sotto le prime onde 15

16 NUBI LENTICOLARI 16

17 NUBI DI ROTORE 17

18 TURBOLENZA IN ARIA CHIARA (CAT, CLEAR AIR TURBULENCE) Si verifica prevalentemente in quota ( FT) Prevalentemente in aria priva di nubi I fenomeni meteorologici associati alla CAT sono: La corrente a getto, o jet stream, una forte corrente in quota concentrata lungo un asse quasi orizzontale, caratterizzata da un forte gradiente del vento; La tropopausa; Saccature e depressioni in quota; Le onde di montagna. 18

19 LA CORRENTE A GETTO Definizione: Corrente relativamente sottile concentrata lungo un asse quasi orizzontale Situata nella troposfera superiore e nella stratosfera Caratterizzata da un forte gradiente verticale e laterale dell intensità del vento, che presenta uno o più massimi di velocità. Lunghezza diverse migliaia di km, larghezza qualche centinaia di km, altezza di qualche km Velocità del vento normalmente da 60 kt a 240 kt, gradiente verticale è di 5 kt ogni 1000ft, quello orizzontale di 10 kt ogni 60 miglia. L asse del getto si trova attorno ai m ( ft). Le principali correnti a getto sono il getto polare e quello subtropicale. 19

20 CORRENTE A GETTO CARATTERISTICHE La corrente a getto può essere raffigurata come un fiume d aria che scorre da ovest verso est nell alta troposfera. Ha carattere circumpolare e nel suo percorso alterna dei massimi di velocità a regioni con velocità inferiori. Il getto polare è associato al fronte polare, è più intenso e posizionato a latitudini più basse in inverno, più debole e a latitudini più alte in estate. La sua presenza è evidenziata da una brusca variazione d altezza della tropopausa, dovuta a una superficie frontale, detta fronte del getto. Dall analisi della sezione verticale del getto si può evidenziare la presenza del fronte del getto e la distribuzione della velocità del vento. In particolare il getto presenta al centro un massimo di velocità, detto core del getto. 20

21 LA CORRENTE A GETTO 21

22 LA CORRENTE A GETTO SEZIONE VERTICALE 22

23 ALTRI FENOMENI ASSOCIATI ALLA CAT Tropopausa: si tratta del sottile strato di aria che separa la troposfera, che parte dal suolo e dove la temperatura decresce con la quota, dalla stratosfera, dove la temperatura cresce con la quota. La tropopausa è quindi una zona di inversione termica. La sua altitudine varia con la latitudine e con la stagione. L inversione termica blocca l ascesa delle correnti Le correnti sono costrette e deviare e a scorrere orizzontalmente Lo scorrimento genera moto ondulatorio dell aria Le saccature e le depressioni sono strutture circolatorie che possono portare variazioni di vento ai loro bordi, e dunque turbolenza. 23

24 TURBOLENZA DI SCIA NON è un fenomeno meteorologico, ma gli effetti sui velivoli sono simili a quelli provocati dalla turbolenza meteorologica E generata dai vortici controrotanti prodotti alle estremità alari, che si allargano con rotazione opposta Raggiungono diametri dell ordine di grandezza dell apertura alare Quando l aereo è in moto, i vortici si distendono all indietro (vengono detti trecce di Berenice) 24

25 TURBOLENZA DI SCIA I vortici più violenti si trovano dietro aerei pesanti, di grandi dimensioni, soprattutto durante le fasi di decollo e atterraggio Tanto più pericolosa quanto più piccoli sono apertura alare e peso del velivolo che vola in scia Si stabilizzano a circa 900 ft dal livello del velivolo Distanza reciproca circa il doppio dell apertura alare 25

26 TURBOLENZA DI SCIA Intensità dipende da: Peso, velocità, forma e assetto ala aeromobile generante Peso predominante (proporzionalità diretta con intensità) Compromette manovrabilità aereo che incontra scia Specie se ha dimensioni inferiori a aereo generante Adeguate separazioni al decollo/atterraggio e quota Decollo/atterraggio Considerare spostamento laterale vortici In caso di vento forte vortici potrebbero interessare piste vicine Elicotteri: Generano turbolenza maggiore rispetto ad aerei di pari peso Producono forte turbolenza anche a bassa velocità (20-50 kt) La scia di elicotteri leggeri ha la stessa grandezza di quella di elicotteri pesanti 26

27 TURBOLENZA DI SCIA Classificata in base alla categoria dell aereo che la genera: HEAVY aeromobili di peso oltre kg SUPER A MODERATE aeromobili di peso compreso tra e kg LIGHT aeromobili di peso inferiore ai kg 27

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