Turbulencia Programa Regional de Meteorología / IANIGLA - CONICET www.prmarg.org E-mail: info@prmarg.org Av. Ruíz Leal s/n Parque General San Martín. Mendoza - Argentina Tel. (+54 - 261 ) 428 6010

Flujo laminar: el fluido se mueve en capas uniformes denominadas laminas. Flujo turbulento. las láminas fluyen desorganizadas en dirección y en velocidad. En el espacio libre el flujo no interactúa con los objetos, pero si un objeto está cercano al flujo del fluido interactúa con él cambiando sus características de velocidad. El flujo permanece laminar mientras las láminas no interactúan lo suficiente para causar movimientos secundarios entre ellas; la mezcla libre y aleatoria de las láminas, hacen al flujo turbulento.

Cuando un fluido fluye sobre una superficie, la capa más cercana a la superficie se detiene completamente debido a la fricción. Encima de esta capa se forman otras, con menos fricción y mayor velocidad que la anterior; así hasta una capa a partir de la cual no hay fricción y las capas tienen la velocidad libre del fluido. Al conjunto de capas que van desde la que tiene velocidad cero (la más cercana al ala) hasta la que tiene velocidad libre se le llama capa límite, y a la distancia entre la primera y la última espesor de la capa límite.

Tipos de turbulencia Térmica Mecánica Orográfica Cortante de viento Inversiones térmicas Frentes Corriente en chorro Estelas de otro avión

Turbulencia Térmica El calentamiento en capas bajas o enfriamiento en capas altas, producen inestabilidad en una masa de aire, y que se produzcan movimientos convectivos de ascenso, que son compensados por corrientes descendentes en su entorno, dando origen a turbulencia térmica. Es más intensa en verano alcanzando su máxima intensidad en horas de la tarde

Turbulencia Mecánica Perturbación del aire producida por obstáculos de distintos tamaños, como árboles, construcciones, montañas, etc. Se puede producir una importante variabilidad del viento en niveles próximo al suelo, lo que implica serios riesgos en las fases de aterrizaje y despegue, en especial para aeronaves pequeñas La más importante es la que se produce en las ondas de montañas, las cuales se propagan en la atmósfera hasta alturas de 2 a 20 veces superiores a las alturas de los picos

Turbulencia Orográfica Flujo de aire supera los 50kts y es perturbado por una cadena montañosa

Cuando hay humedad suficiente, esos fenómenos se visualizan por formaciones nubosas características como los Ac lenticulares (indicadoras de turbulencia) y Cu rotores

Turbulencia por cortante de viento La cortante del viento genera remolinos entre dos corrientes de viento de velocidades diferentes. Las diferencias se pueden dar en la intensidad, en la dirección o en ambas a la vez. Las tres condiciones más importantes son: La cortante del viento en una inversión térmica La cortante del viento en una zona frontal La turbulencia en aire claro (CAT = Clear Air Turbulence)

Turbulencia en aire claro - CAT Corrientes de aire intensas, que no se asocian con ningún tipo de nubosidad, y que producen turbulencia de aire claro (CAT). CAT es toda turbulencia que se produce en la atmósfera libre, fuera de zonas nubosas visibles, puede estar asociada a Ci no provenientes de Cb, (en el radar no hay eco de Cb, sólo Ci). La CAT es peligrosa porque se la encuentra sin fenómenos meteorológicos visible; salvo que se observen Ci o Ci desflecados. Es como un tubo empedrado, generalmente se encuentra en los jets subtropical o polar, en zonas de viento fuerte aun sin tener un jet, o si hay una fuerte cortante de viento.

Corriente en Chorro - Jet Stream

CC (JTST): corriente de viento tubular chata y estrecha de unos miles de km de longitud, con cientos de km de ancho y unos km de espesor Tiene fuertes cortantes de viento desde la periferia hacia su eje La velocidad del viento a lo largo del eje principal del chorro es de 80 kts como mínimo y a veces superiores a los 150 kts y con dirección predominante de W a E Se encuentra situada cerca de la tropopausa entre los 9.000 y los 13.000 metros de altura En el H.S Jet Subtropical por encima de los 13000 mts entre 20ºS y 40ºS Jet Polar entre los 8000 y 10000 mts entre 30ºS y 70ºS .

. En invierno el Jet polar emigra hacia el N y aumenta su elevación En verano se retira hacia el Sur Los FF bien definidos van acompañados siempre de CC El Jet se encuentra inmediatamente detrás del sistema nuboso y por encima de la pendiente frontal (200 hPa) En ocasiones existen CC sin la presencia de frentes en superficie CC suelen ir acompañadas de de Ci, As y Ac Debido a las cortantes de viento, generalmente se encuentra asociada a turbulencia, siendo más severa del lado polar del Jet .

Engelamiento Formación de Hielo Referencia: USAF-AFWA-TN-98-002 FAA Reference Notes on Aircraft Ictin - ATR

Engelamiento Claro Clear Se observa en nubes convectivas, donde las gotas más grandes de agua súper enfriada se tardan mas en congelarse. Las gotas se extienden, o despliegan, sobre la superficie y forman hielo claro. Hielo de alta acumulación, no se recomienda mantenerse por largos periodos dentro de este nivel.

Alta probabilidad de engelamiento Moderado a Severo en aire inestable cuando la temperatura varia entre –4°C a –20°C . Cuando la temperatura varia entre –20 C y –40 °C la probabilidad es menor, excepto en Cb Calvus. Engelamiento mas severo cuando la temperatura está entre –4°C y –7°C donde la concentración de gotitas súper enfriadas se maximiza.

Censellada Blanca Rime Se produce en nubes estratiformes con gotas pequeñas de agua súper enfriada que tienden a congelarse instantáneamente cuando son perturbadas. Atrapando burbujas aire en el proceso Es raro que ocurra a mas de 5,000 ft sobre el nivel de engelamiento.

Hielo áspero/rugoso y opaco En las condiciones estable de una masa estratiforme, hielo se forma en el rango de temperaturas de 0°C a –10°C La capa de formación de hielo típicamente tiene un espesor de 3000 a 4000 ft

Escarcha Generalmente tiene la forma de agujas de hielo. Proceso de formación es por sublimación, donde el gas/vapor de agua se hace sólido. Altas post-frontales. Puede producirse durante el descenso/ascenso de una aeronave, pero mas común cuando se encuentra estacionado en la rampa. La aeronave tiene que estar mas fría que el aire que la rodea.

Tipo de Nube - Formación de Hielo TCu y Cb: Rime, claro o mixto, posiblemente severo Ns: Rime moderado a severo, hielo claro o mixto. La extensión vertical del Ns, mas el As en la nube, puede llegar entre los niveles de vuelo FL150 y FL200. A esa altura es concebible que los topes de las nubes contengan agua súper enfriada a temperaturas de –25°C Sc: Rime moderado Ac, As y St: Engelamiento ligero a moderado tipo rime Ci, Cs y Cc: Engelamiento es raro, en escaso de ocurrir es ligero.

Lluvia Súper-Enfriada Lluvia súper-enfriada es la peor condición para la formación de hielo en una aeronave. Se puede observar cuando la aeronave cruza un área de lluvia/llovizna súper-enfriada sobre el nivel de engelamiento dentro de nubes Cu o Cb. La lluvia que impacta la aeronave, en temperaturas bajo cero, se congela y hielo transparente se acumula rápidamente. Puede acumular 1 cm en cuatro millas náuticas (7Km).

Principales causas del engelamiento : Principales causas del engelamiento Temperatura del aire menor a 0ºC Gotas de agua sobreenfriadas Elevado contenido de humedad del aire Enfriamiento producido por la evaporación del aire Máxima probabilidad de formación de hielo entre 0ºC y -20ºC Máxima formación de hielo entre -5ºC y -8ºC

Tipos de hielo: Dependen del tamaño de las gotas, tamaño y forma de la aeronave y de la temperatura HIELO CLARO O CRISTALINO Gotas de gran tamaño (Cu y lluvia engelante) Temperatura entre 0ºC y -7ºC Es el más peligroso por su rápida acumulación y su adherencia Produce un aumento de peso considerable HIELO OPACO Gotas de pequeño tamaño (nubes estratiformes) Temperatura entre -10ºC y -20ºC Más quebradizo por contener aire entre las partículas de hielo Distorsiona perfil aerodinámico y no aumenta el peso . ESCARCHA En vuelo con aire claro cuando se pasa por una zona húmeda con el avión más frío (por debajo de 0ºC) En tierra se produce por la sublimación del vapor de agua Puede ocasionar peligro en el despegue