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TEMA 10 TURBULENCIA METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero O.E.P. 2.010.

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1 TEMA 10 TURBULENCIA METEOROLOGÍA AERONÁUTICA (Parte I) Carlos Rincón Melero O.E.P

2 22 TEMA 10.- TURBULENCIA DEFINICIÓN: -Cambios bruscos en las componentes horizontal y vertical del viento Remolinos y movimiento caótico: partículas que pasan sucesivamente por un mismo punto, siguen trayectorias diferentes. -Aeronáutica: perturbaciones lo suficientemente significativos como para afectar a la seguridad o simplemente a la comodidad del vuelo. -Se produce tanto en nube como en aire claro.

3 3 EFECTOS DE LA TURBULENCIA SOBRE LA AERONAVE: -Considerada como el factor meteorológico más peligroso. * Boeing 747: 1700 horas turbulencia moderada y 20 horas fuerte al año. * Puede ocasionar un fallo estructural. -Los efectos de la turbulencia dependen del diseño, masa y velocidad de la aeronave. Escala empírica de Darmstadt: * Turbulencia 0: oscilaciones muy ligeras de vez en cuando. * Turbulencia 1: golpes laterales frecuentes; ligero balanceo. * Turbulencia 2: el avión se separa de su línea de vuelo. Los pasajeros pierden, a veces, por un instante, el contacto con su asiento. * Turbulencia 3: el avión se separa con frecuencia y bruscamente de la línea de vuelo. Los pasajeros pierden el contacto con su asiento y sólo se mantienen gracias a los cinturones. TEMA 10.- TURBULENCIA

4 4 Factores que influyen en el efecto de la turbulencia: -Tamaño del remolino y de la aeronave: * Turbulencia más significativa: remolinos con tamaño del orden de la envergadura del avión. * Si el diámetro de los remolinos es grande: ascendencias y descendencias. * Si el diámetro de los remolinos es pequeño: baches y meneos; incomodidad del vuelo. -Velocidad de la aeronave: * Más velocidad mayor número de remolinos por unidad de tiempo mayor esfuerzo en la estructura. * Casas constructoras recomiendan reducir la velocidad entre un 10% - 15%. -Peso y características de la aeronave: * Un avión ligero se ve más afectado por la turbulencia que uno pesado. TEMA 10.- TURBULENCIA

5 5 INTENSIDAD Y MEDIDA DE LA TURBULENCIA: -OACI utiliza el índice de disipación de torbellino: EDR (Eddy Dissipation Rate). * Medida independiente de la aeronave. * De acuerdo al anexo 3, la turbulencia se considera: a) fuerte, si el valor máximo de la raíz cúbica del EDR es mayor que 0,7; b) moderada, si es mayor que 0,4 y menor o igual que 0,7; c) ligera, si es mayor que 0,1 y menor o igual que 0,4; y d) nula (NIL) si es menor o igual que 0,1 TEMA 10.- TURBULENCIA

6 6 - Intensidad de acuerdo al factor de carga n: relación entre L (sustentación del avión) y W (peso del avión): n = L/W. * Turbulencia ligera: 0,8 < n < 1,2. Corrientes verticales inferiores a 350 ft/min (1.75 m/s). * Turbulencia moderada: 0,5 < n < 1,5. Corrientes verticales, de 350 a 600 ft/min (1.75 a 3 m/s). * Turbulencia fuerte: 0,0 < n < 2,0. Corrientes verticales superiores a 600 ft/min (3 m/s). -De manera aproximada las turbulencias ligera, moderada y fuerte corresponden respectivamente a los valores 1, 2 y 3 de la escala Darmstadt. -Alrededor de un 10% del tiempo de vuelo sobre el Atlántico Norte transcurre con turbulencia ligera; un 1%, moderada; y un 0,01%, fuerte. TEMA 10.- TURBULENCIA

7 7 TURBULENCIA JUNTO AL SUELO: -Turbulencia mecánica: * Rozamiento del aire con la superficie metros de espesor (capa turbulenta). * Obstáculos. * Zonas montañosas. TEMA 10.- TURBULENCIA

8 8 -Turbulencia térmica: * Inestabilidad atmosférica: corrientes ascendentes y descendentes. Calentamiento de las capas bajas de la troposfera. Enfriamiento de las capas superiores. * Máxima turbulencia: inicio de la fase de madurez y en el tercio central del CB. * Ascendencias pueden alcanzar los 35 m/s y las descendencias los 15 m/s. TEMA 10.- TURBULENCIA

9 9 - Turbulencia de estela: * Generada por los aviones en vuelo. * Cuanto más grande y pesado es el avión y mayor velocidad: vórtices más grandes y turbulencias más fuertes. * Se forman debido a la diferencia de presión dinámica por encima y por debajo de las alas. * Un viento cruzado puede barrer la turbulencia en poco tiempo, pero puede llevarla sobre otra pista * Un viento ligero, permite la permanencia de la turbulencia. * No es puramente meteorológica. * El control aéreo espacia las operaciones de aeronaves, entre otras razones, para evitarlo. TEMA 10.- TURBULENCIA

10 10 NUBES Y TURBULENCIA: -Nubes altas: generalmente sin turbulencia (raramente cirrocumulos). -Altocúmulos: Sin turbulencia significativa. * Altocúmulos castellatus reflejan una mayor inestabilidad. * Altocúmulos lenticulares: ondas de montaña. -Altostratos: * Delgados: sin turbulencia significativa. * Espesos: ligera, ocasionalmente moderada. -Nimbostratos: Turbulencia débil o moderada. * Niveles bajos y zonas de montaña puede ser fuerte. TEMA 10.- TURBULENCIA

11 11 -Estratos: Sin turbulencia. -Estratocúmulos: Por debajo, turbulencia por térmica. -Cúmulos: * Humilis: turbulencia ligera producida por térmica. * Congestus: Turbulencia moderada o fuerte. Los aviones evitan entrar en ellos. -Cumulonimbos: Turbulencia fuerte. Los aviones evitan entrar en ellos. TEMA 10.- TURBULENCIA

12 12 TURBULENCIA EN AIRE CLARO: -CAT (Clear Air Turbulence): Se produce en ausencia de nubes. * A veces, cirros asociados -Cizalladura del viento: * Vertical: nudos (K) por cada pies (300 metros) > 2K: posibilidad de CAT. > 4K: alta probabilidad. Moderada o fuerte. > 6K: Fuerte o extrema. * Horizontal: Variación del viento por cada 60 millas náuticas (111 Km) > 20 kt/60 millas. Empieza posibilidad. > 45 kt/60 millas. Probabilidad prácticamente del 100%. * Cizalladura vertical, más importante y representativa que la horizontal TEMA 10.- TURBULENCIA

13 13 -Características generales: * Probabilidad de CAT de cualquier intensidad: 15%. Moderada: 6%. Fuerte: 1%. * Máximo de ocurrencia: invierno. Gradiente velocidad del viento, y horizontal de temperatura, son máximos. * Se alarga en la dirección del viento. * Espesor: pies (600 metros). Extensión horizontal: de 10 a 80 km. Longitud: puede alcanzar los 100 km. * Duración: entre minutos y horas. * En dos situaciones similares, una desarrolla CAT y otra no. TEMA 10.- TURBULENCIA

14 14 *Zonas de CAT: Izquierda del chorro: hasta pies por encima de la tropopausa y pies por debajo. Derecha del chorro debajo de la tropopausa; a más de pies por debajo. Derecha del chorro debajo de la tropopausa. ZONAS FORMACIÓN CAT: -Corriente en chorro. * 64% de las turbulencias moderadas o fuertes, en las proximidades del chorro. TEMA 10.- TURBULENCIA

15 15 * Mirando corriente abajo la cizalladura horizontal es mayor a la izquierda que a la derecha A la izquierda la turbulencia es más intensa. TEMA 10.- TURBULENCIA

16 16 * Caso especial: el chorro polar se mueve muy marcadamente hacia el sur acercándose a menos de 300 millas del chorro subtropical máximo CAT en la zona de interacción de los dos chorros. * Turbulencias asociadas al chorro, más probables e intensas en terrenos montañosos. TEMA 10.- TURBULENCIA

17 17 -Curvatura de la corriente: * Cambio de dirección variación de velocidad del viento cizalladura que puede dar lugar a turbulencia. * En los surcos, CAT moderada, que puede ser fuerte. * Zonas con bajas cerradas CAT en solo el 5%. TEMA 10.- TURBULENCIA

18 18 - Ondas de gravedad-cizalladura: * Se originan cuando un impulso perturba la atmósfera la gravedad genera olas a partir de estas alteraciones si hay diferencia de densidad entre dos masas de aire superpuestas. * Se pueden presentar en cualquier parte de la atmósfera: tropopausa se dan los factores idóneos. TEMA 10.- TURBULENCIA


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