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METEOROLOGIA AERONAUTICA
Parte I
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enav.it
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.
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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
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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).
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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.
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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
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TURBOLENZA TIPI
La turbolenza viene divisa in base ai fenomeni meteorologici che la producono. – Convettiva
• Generata dai fenomeni convettivi (per es. temporali)
– Meccanica • 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.
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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)
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TURBOLENZA CONVETTIVA TERMICHE
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 Aereo non risente più
della turbolenza (base dei cumuli) 9
TURBOLENZA CONVETTIVA INTENSITA’
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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)
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TURBOLENZA MECCANICA
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Dipende da:
Tipo di terreno
Forza del vento
TURBOLENZA MECCANICA ONDE DI MONTAGNA (MTW)
Si formano quando il vento incontra una catena montuosa. Più facilmente quando:
o la direzione del vento è perpendicolare alla catena o lo strato di aria è stabile al livello della catena o 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 nubi lenticolari o nubi di rotore su creste di particolare ampiezza
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ONDE DI MONTAGNA (MTW)
MOTI ASCENDENTI
MOTI DISCENDENTI
ONDE DI MONTAGNA CARATTERISTICHE
Strato interessato tra 4 000 e 6 000 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
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NUBI LENTICOLARI
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NUBI DI ROTORE
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Si verifica prevalentemente in quota (30.000 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.
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TURBOLENZA IN ARIA CHIARA (CAT, CLEAR AIR TURBULENCE)
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 10 000 m (30.000 ft). Le principali correnti a getto sono il getto polare e quello subtropicale.
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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.
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LA CORRENTE A GETTO
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LA CORRENTE A GETTO SEZIONE VERTICALE
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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
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)
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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
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Distanza reciproca circa il doppio dell’apertura alare
Si stabilizzano a circa 900 ft dal livello del velivolo
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
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TURBOLENZA DI SCIA
Classificata in base alla categoria dell’aereo che la genera:
– HEAVY • aeromobili di peso oltre 136.000 kg
• SUPER A380-800
– MODERATE • aeromobili di peso compreso tra 136.000 e 7.000 kg
– LIGHT • aeromobili di peso inferiore ai 7.000 kg
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