TURBULENCIAS

TURBULENCIA  Definiciones aeronáuticas relacionadas  Efectos de las turbulencias  Estadísticas relacionadas a la turbulencia  Impacto de la turbulencia en la aviación  Tipos de turbulencias

Objetivos  Describir los principales tipos de turbulencias  Describir las causas de las turbulencias  Conocer las técnicas de los pronósticos de turbulencias  Diagnósticos de la turbulencia usando imagen de satélite

Turbulencias - Definición  Ligera:  Pequeños cambios en la altitud de la aeronave  0,05 a 0,2 g  Moderado  Cambios moderados en la actitud de la aeronave y / o la altura y pequeñas variaciones de la velocidad aerodinámica  0,2 a 0,5 g  Severa  Cambios bruscos en la actitud de la aeronave y / o la altura y de grandes variaciones de la velocidad aerodinámica  0,5 a 1,5 g  Extremo  Cambios dramáticos en la actitud de la aeronave y / o la altura y grandes variaciones de la velocidad aerodinámica  >1,5 g.

Los principales tipos de turbulencias  Convectiva  Mecánica (niveles bajos)  Orográfica  Turbulencia en aire claro

Fuentes para prever turbulencias  Documentos de planificación de vuelos generadas por los WAFC:  Vientos en ruta  Cartas de fenómenos significativos  SIGMETs  PIREPS  Datos de Radiosonda, ANDAR, AIREP, Perfiladores de vientos  Radar doppler  Imagen de satélite

Impactos de las turbulencias  Ligera - El signo de sujetarse el cinturón de seguridad es encendido - En general, todo es “normal” aún dentro de la aeronave - El signo de sujetarse el cinturón de seguridad es encendido - En general, todo es “normal” aún dentro de la aeronave  Moderado - Los pasajeros sienten tensión en los cinturones de seguridad; dificultad para caminar; los objetos sueltos se mueven - Aeronave permanece en control en todo momento  Severa - Los pasajeros son empujados en forma violenta contra los cinturones de seguridad, los objetos sueltos son zarandeados - Manejo de los aviones se hace difícil; aeronave puede estar fuera de control por períodos cortos  Extremo - Aeronave fuera de control - Daños estructurales a las aeronaves es probable

Impactos de las turbulencias  Especialmente peligroso cuando la aeronave está operando a niveles bajos  También puede ser un factor significativo en los niveles altos  Se debe considerar : - Tamaño y tipo de aeronave - El propósito de la aeronave

Estadísticas con las turbulencias  Entre 1991 y 1996 fueron reportados 252 casos de accidentes relacionados con las turbulencias que afectaron a las principales aerolíneas:  2 fueron fatales (no se ajustaron los cinturones de seguridad)  63 lesiones graves  863 lesiones menores  Las dos terceras partes de los accidentes con las turbulencias ocurren por debajo de los pies (10 Km).  Entre los accidentes no mortales, en vuelo es la turbulencia causa principal de lesiones Fuente: Administración Federal de Aviación  A nivel mundial cada año, alrededor de 2000 pasajeros y la tripulación heridos en incidentes están relacionados con la turbulencia - IATA

Boeing , avión de pasajero  FL310, 1530 kilómetros ESE Tokio, 28 de diciembre 1997  Onda encontrada inicialmente  SEV RTU (CAT) encontrado dos minutos más tarde - 1,8 g entonces - 0,8 g + / pies cambio de altitud 15 KT corte horizontal del viento  Un fallecido  74 heridos  Avión regresó al aeropuerto de Narita, Tokio  Avión declarado dañado más allá de las posibilidades "económica" de reparación

 BOAC Boeing 707 Monte Fuji de Japón, 05 de marzo 1966 Avión encontró turbulencia severa y se deshizo en el aire Vientos muy fuertes W-NW  Estación meteorológica en la base de la montaña registró vientos entre 60 y 70 nudos  Turbulencias extremas encontradas en el lado de sotavento de la montaña  En 4900m-IAS varió entre 320 a 370 nudos 124 muertes, no hay supervivientes  A Marina de los EE.UU. a / c enviados a buscar los restos y se encontró con la misma turbulencia severa: + 9G → -4G

Tipos de turbulencia: Turbulencia Convectiva  Debido a corrientes ascendentes de convección y las corrientes descendentes  Dentro de las nubes más convectivas más fuerte  También fuera (sobre todo por encima y de abajo) de las nubes cumulonimbus  En las térmicas secas, especialmente en los días calurosos y soleados  En las corrientes descendentes asociados con las precipitaciones

Tiempo de vida 20 minutos 1 hora >1 hora Profundidad (ft) a a Corrientes ascendentes Por encima de los 100

El peor de los casos  Grandes velocidades verticales dentro de los CB, 100 KT o más..... hacia arriba y hacia abajo  Desde la superficie hasta M en un minuto  Microrráfagas

Turbulencia mecánica  Debido a la fricción y la rugosidad de la superficie subyacente  Más comúnmente conocida como el turbulencia de bajo nivel y principalmente determinada por: - fuerza del viento - estabilidad - rugosidad del terreno

Capa limite turbulenta

Técnicas de pronósticos  Calculando el gradiente del viento  Determinando el tipo de estabilidad  Calculando el viento de superficie  Determinar rugosidad de la superficie  Uso de tablas como guía

Calculando el gradiente de viento

Efectos de la rugosidad

Guía aproximada de la severidad de la turbulencia Viento en superficie Mar Superficie llana Superficie montañoso 15 a 35 KT Ligera a moderada ModeradaSevera Por encima de los 35 KT Moderada a severa SeveraExtrema

Turbulencia Orográfica  Ondas de montañas  Vientos de laderas descendentes y rotores

Turbulencia orográfica

Ondas gravitacionales  En el aire estable, parcelas forzado a subir oscilará cuando se libera  Frecuencia, N, depende de la estabilidad del aire  Frecuencia de Vaisala – Brunt Cuanto más alto sea el valor de N de más estable es el flujo.

Ejemplo: Tomemos una montaña  Fr. <<1 - El flujo de aire lento - Capa estable (N alta) - El aire fluya alrededor de la montaña, no más (si la montaña es demasiado amplia, el flujo será bloqueado)  P.>> 1 - El flujo de aire rápido - No capa estable (N baja) - El aire fluye fácilmente por la montaña con poco desplazamiento lateral.

Cirrus orográficos

Cambios en los Cirrus orográficos  Turbulencia disminuye si: - La hoja de CI en el lado de sotavento se desplaza a favor del viento de distanciándose sobre la colina / montaña - La columna de humo ascendente crece y desaparece la brecha

Escenario de las ondas de montañas  sector cálido  Al acercarse un frente cálido  Periferia del anticiclón

Nubes rotores

Vientos descendentes de laderas

Turbulencia en aire claro (TAC)  Turbulencia medio o alto nivel generados en las regiones de cizalladura del viento marcados - Corte vertical - Corte horizontal  Por lo general cientos de kilómetros en sentido horizontal y cientos de metros en la VERTICAL  Brotes individuales de TAC suele durar unos pocos minutos  A menudo se produce en ausencia de nubes, por lo que es difícil de detectar visualmente.

El número de Richardson y la turbulencia  Cuanto menor sea la Ri del entorno, más fácil es para una onda de gravedad para provocar turbulencias en Ri = N2 / (dUdz) 2  Las ondas de gravedad generada por la cizalladura del viento se desplaza verticalmente y luego se pueden propagar verticalmente hasta que son refractados por la tropopausa Ri es baja cuando: La cizalladura del viento es alta Ri es alta cuando: La estabilidad, por ejemplo, es alto en la estratosfera Ri = 1.0 turbulencias no persistentes

Regiones principales de los TAC  60% de los informes de TAC se encuentran cerca de las corrientes en chorro  Especialmente sobre continente, donde hay terreno montañoso.  En la cima de los cuñas o de las vaguadas  Áreas frías - vientos débiles, pero el cambio de dirección marcada.

Guía para el pronóstico de TAC ModeradoSevero Cortante horizontal del viento 20 Kt por grado de latitud 30 kt por grado de latitud Cortante vertical del viento 6 Kt por cada 1000 pies 9 Kt por 1000 pies. TAC es probable cuando DI> 4

Áreas que probablemente TAC en relación con las características en la tabla de 300 hPa

TAC y banda transversal de Cirrus en los JETS

TAC

Vortices de estela

Descripción del comportamiento del vórtice  Desprenden de la punta de las alas de aviones  Inducción mutua conduce a una tendencia a la baja  Influenciado por la meteorología  Puede tardar varios minutos en decaer

Generación del vortice

Clasificación del comportamiento de los vortices de estela Condición Efecto del vortice de estela Turbulento Decae más rapidamente Débil estatificación estable Ligeramente un deterioro mayor – pero el descenso es más lento Fuerte estatificación estable Decae más rápidamente a través del mecanismo complejo de inestabilidad baroclinica Cortante de viento Es complejo, la inclinación de un par de vortice eleva el vortice en contra del viento Vientos cruzados Transporta el vortice fuera de la senda de planeo

¿Por qué estudiar vórtices de estela?  Seguridad: vórtice de estelas encontrado son capaces de comprometer la seguridad de los aviones  La capacidad del aeropuerto: el tráfico en muchos aeropuertos limitada por el requisito de la separación de vórtices de estela

Cortante (Cizalladura) de viento en niveles bajos  Cizalladura del viento - Información general  Variabilidad muy localizada en la velocidad del viento y / o dirección del viento  Orientación horizontal o vertical  La fricción entre el flujo de aire en movimiento rápido y lento y / o el flujo de aire se mueven en direcciones diferentes es la manifestación de la cizalladura del viento  Puede causar la pérdida o la ganancia esperada de las aeronaves: - velocidad - Ascenso - Control

Ejemplos de cizalladura de viento  Jet nocturno  Brisa de tierra-mar  Jet de bajos niveles  Corrientes ascendentes de convección, corrientes descendentes y microrráfaga.

Jet nocturno  Noche clara  Enfriamiento radiativo de la superficie de la tierra  Formación de una fuerte inversión de bajo nivel  Viento en la superficie "desconectados" del viento de gradiente  Viento en la superficie la luz  Sin fricción sobre la superficie  Super-geostrófica viento / justo por encima de la inversión de bajo nivel (típicamente 500 a 1500 pies AGL) - Por ejemplo Golfo Shamal.

Perfil del viento en bajo niveles durante el Golfo de Shamal

Brisa de tierra-mar  En general, baja la velocidad del viento (normalmente ≤ 15 kt)  Grandes cambios en la dirección del viento con la altura (hasta 180 °)  Profundidad normalmente FT  Impulsado por la gravedad de vientos catabáticos cuesta abajo  Por ejemplo Antartica drenaje catabáticos puede alcanzar hasta 100 KT.

Jet de niveles bajos (LLJ)  Parte del centro de Sudamérica, Bolivia, Paraguay, Argentina.  Agosto a noviembre  Nor-noroeste, de 30 a 50 KT, incluso pueden ser mayores.  Normalmente, alrededor de los 5000 pies.

Fuentes para pronosticar cortante de vientos  Ascensos de radiosonda  AMDAR de datos  LIDAR  El radar Doppler  PIREPs