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Corso di Meteorologia Generale per il Volo da Diporto o Sportivo (Parte Seconda) Dr. Marco Tadini meteorologo U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico.

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1 Corso di Meteorologia Generale per il Volo da Diporto o Sportivo (Parte Seconda) Dr. Marco Tadini meteorologo U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico Aeroportuale

2 2 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi LE NUBI n agglomerato visibile di acqua e pulviscolo atmosferico –acqua nella fase liquida o solida –pulviscolo atmosferico igroscopico n elementi concentrati nella fascia troposferica –non vi è meteorologia a quote superiori alla troposfera n nubi non troposferiche non hanno significato meteo –nubi madreperlacee (stratosfera) –nubi nottilucenti (mesosfera)

3 3 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CLASSIFICAZIONE DELLE NUBI n per altezza della base –alte, medie, basse, ampio sviluppo verticale –nubi speciali n non troposferiche o troposferiche non meteorologiche n WMO/OMM, Atlante delle Nubi –generi, specie, varietà –particolarità supplementari e nubi accessorie n per processi di formazione –frontali calde e fredde, convettive, orografiche

4 4 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA BASE n nubi alte –Ci cirri, Cs cirrostrati, Cc cirrocumuli n scie di condensazione n nubi medie –Ac altocumuli, As altostrati n nubi basse –St strati, Sc stratocumuli, Ns nembostrati n nubi a sviluppo verticale –Cu cumuli –Cb cumulonembi

5 5 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA BASE

6 6 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CLASSIFICAZIONE WMO/OMM n 10 generi –nomi delle nubi (cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc.) –autoescludenti n 14 specie –suddividono i generi in base a: n forma e dimensione n processi fisici coinvolti nella formazione nube –autoescludenti n 9 varietà –determinate considerando caratteristiche nube n es.: trasparenza e posizione di elementi macroscopici interni –non autoescludenti

7 7 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CLASSIFICAZIONE PROCESSI DI FORMAZIONE n portare massa d’aria al punto di rugiada –temperatura tale da avviare condensazione vapore acqueo n tre meccanismi principali –nubi frontali n per innalzamento di masse aria calda nei cicloni extratropicali n maggior parte nubi classificabili ha origine frontale n differenziate in frontali calde e frontali fredde –nubi convettive n per innalzamento convettivo di bolle di aria –nubi orografiche n per innalzamento meccanico di bolle d’aria –impatto con ostacoli orografici

8 8 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI FRONTALI CALDE n innalzamento di massa aria calda –internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni) –ad est del centro di bassa pressione n nubi stratiformi da fronte caldo –aria calda scivola lentamente su aria fredda n nubi a dimensione orizzontale più elevata di quella verticale –all’avvicinarsi di un fronte caldo, nubi di altezza decrescente n cirri, cirrostrati e cirrocumuli (ghiaccio) n altocumuli e altostrati (ghiaccio e acqua) n strati, stratocumuli, nembostrati (acqua) –precipitazioni deboli ma lunga durata n iniziano con altostrati e con possibile virga n pioggia, neve, pioggia congelante

9 9 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI FRONTALI FREDDE n innalzamento di massa aria calda –internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni) –ad ovest del centro di bassa pressione n nubi cumuliformi da fronte freddo –aria fredda sbalza violentemente aria calda vero l’alto –dimensione verticale più pronunciata di quella orizzontale n cumuli, cumuli imponenti o torreggianti, cumulonembi –precipitazioni intense ma breve durata n rovesci, temporali

10 10 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI FRONTALI CALDEFREDDE

11 11 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI CONVETTIVE n innalzamento di bolle di aria calda n diverso riscaldamento della superficie terrestre –terreni diversi hanno diverso calore specifico n calore da assorbire per aumentare temperatura di 1°C calore rilasciato quando temperatura diminuisce di 1°C –atmosfera trasparente a radiazione solare diretta –suolo si scalda assorbendo radiazione solare diretta –suolo riemette energia assorbita come radiazione infrarossa –presenza di nubi impedisce dispersione calore nello spazio n effetto serra

12 12 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI CONVETTIVE n diverso riscaldamento di limitate regioni di atmosfera –bolle di aria calda, più leggere atmosfera circostante –le bolle prendono movimento ascensionale –salendo si espandono, raffreddandosi adiabaticamente n raffreddamento di 1°C ogni 100 metri di quota –  adiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 m n senza scambio di calore con atmosfera circostante –possono raggiungere livello di condensazione n favorevoli condizioni di instabilità atmosferica n confronto tra  gradiente termico atmosferico e  adiabatico –originano nubi cumuliformi n base al livello di condensazione n altezza dipendente dall’instabilità atmosferica

13 13 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi TRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHE n variazioni di quota di bolla di aria non umida –variando quota, bolla varia pressione interna –uguagliare pressione ambientale n espandersi se sta innalzandosi n comprimersi se sta discendendo –caso espansione (bolla aumenta la quota): n per espandersi la bolla deve usare energia n principale sorgente di energia è il moto molecole di aria n energia del moto molecole è funzione della temperatura n energia usata per espansione sottratta al moto molecole n diminuzione della temperatura –caso compressione (bolla diminuisce la quota) n aumento della temperatura

14 14 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi TRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHE n ADIABATICA –senza importanti scambi di calore con ambiente –dal greco adiabathos = impenetrabile n SECCA –non considerati effetti di condensazione o evaporazione n temperatura varia di 1°C ogni 100 metri di quota –  adiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 m n con avvio della condensazione: –rallentamento processo di raffreddamento aria n restituzione del calore latente di evaporazione –in aria umida gradiente adiabatico minore rispetto aria secca n vara tra 0,5 e 0,8°C ogni 100 metri n dipende dalla quantità di acqua che condensa in unità tempo –umidità assoluta: grammi di vapore acqueo per metro cubo aria

15 15 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI CONVETTIVE

16 16 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi STABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICA n tre stati atmosfera secca (UR inferiore al 100%) –atmosfera adiabatica o in equilibrio indifferente n indifferente ai moti ascensionali al proprio interno n  atmosfera =  adiabatico = 1°C/100 metri –atmosfera superadiabatica o in equilibrio instabile n interviene favorendo i moti ascensionali al proprio interno n  atmosfera maggiore 1°C/100 metri –atmosfera subadiabatica o in equilibrio stabile n interviene contrastando i moti ascensionali al proprio interno n  atmosfera minore 1°C/100 metri

17 17 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi STABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICA NUBI CUMULIFORMI IN ATMOSFERA SUPERADIABATICA

18 18 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI OROGRAFICHE n innalzamento meccanico di bolle d’aria –correnti atmosferiche impattano ostacoli orografici n nubi dipendenti dallo stato atmosfera all’impatto –nubi stratiformi se condensazione in atmosfera stabile –nubi cumuliformi se condensazione in atmosfera instabile n se ostacolo è una catena: onde orografiche –sottovento le correnti assumono forma ondulata –formazioni di nubi nelle creste delle onde n aria condensa nella fase ascensionale dell’onda n condensazione termina nella fase di discesa –risultano nubi caratteristiche: n forma lenticolare (forma cresta onda) n sono stazionarie (in corrispondenza della cresta d’origine) –quota media troposferica (altocumuli)

19 19 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI OROGRAFICHE FORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE IN ATMOSFERA STABILE

20 20 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI OROGRAFICHE FORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE IN ATMOSFERA INSTABILE

21 21 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEI DIVERSI GENERI DI NUBE n genere secondo la classificazione WMO/OMM –cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc. n analisi secondo la classificazione per altezza base –alte, medie, basse, ecc.

22 22 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI ALTE n livelli superiori troposfera n oltre 6000 Metri, circa piedi n disposte secondo direzione vento in quota –tendenzialmente occidentali (seguono le westerlies) n non portano precipitazioni –composte da ghiaccio n velocità apparente bassa

23 23 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI ALTE n Ci, cirri –privi di uniformità, spesso sottili e a ciuffi con riccioli –anche origine non frontale n decadimento parte superiore cumulonembi n Cs, cirrostrati –velo uniforme a coprire il cielo –Sole o Luna danno effetto di alone n diffrazione luce dai cristalli ghiaccio della nube n Cc, cirrocumuli –“celle” allineate come ondulazioni della sabbia –moto ondoso o turbolenza in strati umidi alta troposfera n scie di condensazione –aeromobili in quota in aria molto fredda –immediata sublimazione vapore gas scarico

24 24 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI ALTE CIRRI

25 25 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI ALTE CIRROSTRATI CON ALONE

26 26 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI MEDIE n strati troposferici intermedi –tra 2000 e 6000 metri (6500 e piedi) n composte principalmente da gocce di acqua –anche cristalli ghiaccio se temperatura bassa n Ac, altocumuli –struttura a bande o globulare, anche in più strati successivi –corrispondenti ai Cc nella media troposfera n As, altostrati –aspetto sottile e nebbioso, grigio scuro se molto spessi –possono arrivare a confondersi con nubi più alte o basse –pioggia debole che spesso evapora in quota (virga)

27 27 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI MEDIE ALTOCUMULI

28 28 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI BASSE n base al di sotto dei 2000 metri (6500 piedi) n composte principalmente da gocce di acqua –anche cristalli ghiaccio o neve se temperatura bassa n Sc, stratocumuli –versione a basso livello dei Cc e Ac –spesso in strati multipli anche in combinazione con Ac –struttura a bande o rotoli n caratteristico effetto lento rotolamento attraverso il cielo n continuo dissolvimento sottovento e formazione sopravvento n St, strati –aspetto uniforme senza particolari caratteristiche –base spesso sotto i 500 metri (1650 piedi)

29 29 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI BASSE STRATOCUMULI

30 30 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI BASSE n Ns, nembostrati –immediatamente precedenti al fronte caldo –provocano pioggia e neve –nubi spesse ed estese n base spesso indistinguibile per le precipitazioni –se precipitazioni intense, l’intera nube diviene amorfa n spessore tale che alcuni autori non considerano il Ns stratiforme –nube ad intenso sviluppo verticale –alto contenuto di acqua –severi fenomeni di icing su aeromobili

31 31 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI BASSE NEMBOSTRATI

32 32 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE n origine frontale o termica n tendono a formarsi separatamente –disposte in linea se origine fronte –sparpagliate se origine termica n dimensioni verticali dipendenti da instabilità atmosfera –anche maggiori di metri n assorbono e rilasciano grandi quantità di energia –calore latente acqua

33 33 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CAMBIAMENTI DI FASE DELL’ACQUA I PASSAGGI DI STATO

34 34 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi CALORE LATENTE ACQUA CALORE CEDUTO (+) O ASSORBITO (-) DALL’ACQUA NEI CAMBIAMENTI DI FASE PROCESSOVARIAZIONEBILANCIO CONDENSAZIONEvapore/liquido600 cal/g SUBLIMAZIONE vapore/ghiaccio680 cal/g EVAPORAZIONEliquido/vapore cal/g CONGELAMENTOliquido/ghiaccio80 cal/g FUSIONEghiaccio/liquido - 80 cal/g SUBLIMAZIONEghiaccio/vapore cal/g

35 35 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE n Cu, cumuli –cumuli di bel tempo o cumuli umili n piccole, sparpagliate, ampi tratti di cielo sereno n leggera instabilità atmosferica n assenza di precipitazioni –cumuli congesti o cumuli torreggianti n maggiori dimensioni verticali n ampiezza strato di instabilità atmosferica  3000 m ( ft) n bordi netti e marcate protuberanze n segnalati nel METAR con sigla TCU

36 36 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE CUMULI

37 37 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE n Cb, cumulonembi –più imponenti tra nubi a sviluppo verticale n all’inversione termica tropopausa (incus o anvil top) n anche oltre tropopausa e nella stratosfera –composti da: n acqua e ghiaccio nella parte bassa –pioggia, grandine, neve n cristalli di ghiaccio nella parte alta –associati a fenomeni pericolosi per navigazione aerea n rovesci, temporali, grandine, colpi di vento, trombe aria n turbolenza forte, wind shear, icing –segnalati nel METAR con sigla CB

38 38 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE CUMULONEMBI

39 39 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBI A SVILUPPO VERTICALE CUMULONEMBO “MAMMA”

40 40 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Le Nubi NUBE TEMPORALESCA CON CIMA AD INCUDINE n incudine dovuta a “schiacciamento” contro inversione termica tropopausa

41 41 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo FENOMENI PERICOLOSI PER IL VOLO TURBOLENZA E WIND SHEAR TEMPORALINEBBIAICING

42 42 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA E WIND SHEAR n aeronauticamente considerati come fenomeni distinti n in realtà l’una l’effetto e l’altro la causa di 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) n per consuetudine: –TURBOLENZA fenomeno negativo in tutte le fasi di volo –WIND SHEAR fenomeno negativo solo a bassa quota (LLWS)

43 43 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA E WIND SHEAR

44 44 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA INSIEME DI SCOSSONI CUI È SOGGETTO UN AEREO IN VOLO QUANDO INCONTRA CORRENTI ASCENDENTI O DISCENDENTI O RAFFICHE DI VENTO (ICAO: bumpiness in flight) n è definizione ICAO –aviazione generale e (soprattutto) commerciale n è definizione soggettiva: –basata sulle sensazioni dell’equipaggio e dei passeggeri –dipende da tipo e stato aeromobile e da reazione del pilota –non dipende dallo stato “a grande scala” dell’atmosfera n turbolenza da moti disordinati o da circolazioni a piccola scala

45 45 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo INTENSITÀ DELLA TURBOLENZA n quattro classi secondo ICAO: –LEGGERA n momentanee e leggere variazioni di assetto e quota aereo –MODERATA n variazioni più intense ma aereo sotto controllo –FORTE n variazioni ampie e repentine n aereo momentaneamente non controllabile –ESTREMA n aereo violentemente sbattuto e totalmente incontrollabile n possibili danni irreparabili a struttura aereo

46 46 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo ORIGINE DELLA TURBOLENZA n CONVETTIVA –correnti ascendenti o discendenti di origine convettiva n MECCANICA –piccoli ostacoli al suolo investiti dal flusso del vento –effetti dell’orografia sul flusso del vento –scorrimento tra correnti di diversa velocità e/o direzione –turbolenza in aria chiara (CAT) n solitamente associata a fenomeni ad alta quota (tropopausa) n livelli di volo non interessati da attività VDS n DI SCIA –fenomeno aerodinamico, non meteorologico

47 47 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA CONVETTIVA n correnti ascendenti e discendenti di origine convettiva n maggiore turbolenza: –nelle ore più calde del giorno, specialmente in estate –sui terreni montuosi o collinosi n turbolenza segnalata spesso da nubi cumuliformi –presenza di nubi alla sommità della turbolenza –base delle nubi a livello della quota di condensazione n turbolenza localizzata sotto i cumuli n attenzione ai cumulonembi: –forte turbolenza sotto e fino a 20 miglia di distanza

48 48 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n DA ATTRITO –su suolo libero n caso di forte vento su terreni piatti n attrito rallenta il vento negli strati bassi n aria prende a ruotare formando vortici turbolenti –turbolenza da shear verticale del vento orizzontale –scorrimento reciproco tra correnti n diversità in intensità e/o direzione genera vortici turbolenti –turbolenza da shear verticale del vento orizzontale n PER PRESENZA DI PICCOLI OSTACOLI –caso di costruzioni aeroportuali in prossimità della pista –scia di vortici sottovento a ostacoli

49 49 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA SCORRIMENTO RECIPROCO DI CORRENTI IN QUOTA

50 50 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA PRESENZA DI PICCOLI OSTACOLI

51 51 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n SOLLEVAMENTO OROGRAFICO –caso di corrente d’aria che attraversa cresta di un rilievo –aria risale il pendio di sottovento (corrente ascendente) n formazione di vortici turbolenti se pendio è irregolare –sulla cresta del rilievo strozzamento della sezione di flusso n Bernoulli: aumento della velocità, diminuzione della pressione n attenzione all’altimetro: indica quote maggiori del reale ! –aria scende il pendio di sottovento (corrente discendente) n corrente provoca turbolenza e perdita di quota n intensità tanto più grande quanto maggiore irregolarità pendio –zona di influenza n dipende da natura del terreno e orografia (isolata o catena) n estensione verticale circa un terzo altezza rilievo

52 52 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n ONDA STAZIONARIA o OROGRAFICA (MTW) –caso di sollevamento orografico quando: n catena montuosa perpendicolare a forte vento n strato di aria stabile al di sopra spartiacque della catena n vento teso perpendicolare alla catena n velocità vento di almeno 25 kt alla quota dello spartiacque n velocità vento in aumento con la quota fino alla tropopausa –strato stabile impedisce salita in quota corrente ascendente –corrente compressa contro spartiacque –inerzia corrente discendente porta vento a quota inferiore –vento riprende a risalire formando la prima cresta d’onda –vento forma creste d’onda di ampiezza decrescente –fenomeno termina con completo smorzamento onda

53 53 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n ONDA STAZIONARIA o OROGRAFICA (MTW) –stazionaria: le onde mantengono una posizione fissa n vi è propagazione dell’aria non dell’onda –turbolenza sottovento anche con dimensioni notevoli: n verticali: sino agli strati bassi stratosfera n orizzontali: anche 150 miglia dalla catena –se aria sufficientemente umida, onda visibile per: n nubi lenticolari n rotori n nube che incappuccia la montagna

54 54 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n nubi lenticolari –si formano sulle cuspidi dell’onda orografica –alla quota degli altocumuli –condensazione nella fase ascendente dell’onda n raffreddamento adiabatico sino alla temperatura di rugiada –nube si dissolve nella fase discendente n riscaldamento da compressione adiabatica –nubi da contorni lisci indicano assenza di turbolenza n ma sono presenti le forti correnti ascendenti e discendenti n catena montuosa perpendicolare a forte vento –nubi da contorni frastagliati indicano turbolenza intensa

55 55 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA MECCANICA n rotori –nubi ti tipo cumuli o fractocumuli –allineati dal lato sottovento lungo lo spartiacque –base solitamente più in basso della montagna –sommità anche sino alle nubi lenticolari –forti ascendenze e discendenze interne ed in prossimità n anche dell’ordine di 5000 ft/min. (ca. 90 km/h) n nube che incappuccia la montagna –nube piatta –ultimo tratto del sopravvento e precipita dal sottovento n tanto più lunga nube sottovento, tanto più forte discendenza –per raffreddamento dell’aria tra strato stabile e spartiacque

56 56 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA n NON è un fenomeno meteorologico –effetti su velivoli simili a turbolenza meteo n generata dai vortici controrotanti alle estremità alari –effetto della differenza di pressione tra dorso e ventre ala n vortici si allargano con rotazione opposta –raggiungono diametri ordine di grandezza apertura alare –per moto aereo, vortici distesi all’indietro (trecce di Berenice) WAKE VORTEX o WAKE TURBULENCE

57 57 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA n intensità dipende da: –peso, velocità, forma e assetto ala aeromobile generante –peso predominante (proporzionalità diretta con intensità) n compromette manovrabilità aereo che incontra scia –specie se ha dimensioni inferiori a aereo generante n adeguate separazioni al decollo/atterraggio e quota –decollo/atterraggio n considerare spostamento laterale vortici n in caso di vento forte vortici potrebbero interessare piste vicine –aeroporti con più piste parallele o perpendicolari –in quota n le scie si stabilizzano circa 900 ft sotto livello velivolo generante

58 58 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA FORMAZIONE DEI VORTICI DI SCIA IN QUOTA

59 59 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA FORMAZIONE DEI VORTICI DI SCIA IN FASE DI DECOLLO E DI ATTERRAGGIO

60 60 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA n elicotteri: –turbolenza maggiore rispetto ad aerei pari peso –forte turbolenza a bassa velocità ( kt) –scia di elicotteri leggeri stessa grandezza elicotteri pesanti n rotore bipala crea turbolenza più forte rispetto rotori a più pale

61 61 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TURBOLENZA DI SCIA n classificazione in base categoria aereo generante: –HEAVY n aeromobili di peso oltre kg –MODERATE n aeromobili di peso compreso tra e kg –LIGHT n aeromobili di peso inferiore ai kg

62 62 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo WIND SHEAR n gradiente nel vettore velocità del vento –variazione del vettore velocità su una data distanza –per natura vettoriale, variazioni in intensità e/o in direzione n aeronauticamente meglio definito come: VARIAZIONE DELL’INTENSITÀ E/O DIREZIONE DEL VENTO SU BREVI DISTANZE n LLWS: LOW LEVEL WIND SHEAR –più significativo per navigazione aerea –quando wind shear si presenta nei primi 500 m (1600 ft): n lungo il sentiero avvicinamento n fase terminale atterraggio n fase iniziale di decollo

63 63 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo CLASSIFICAZIONE DEL WIND SHEAR n wind shear verticale –variazione direzione e/o intensità del vento con l’altezza –quale misurato da anemometri a diverse altezze su una torre n wind shear orizzontale –quale misurato da anemometri a stessa altezza lungo pista n wind shear non transitorio –persistenza su stessa area per lungo tempo (ore) –associato a fronti, fronti di brezza e onde orografiche n wind shear transitorio –più pericoloso –maggiore intensità e minore vita media (minuti) –scala di grandezza ordine decine di metri –difficoltà nella previsione e segnalazione –da nubi temporalesche o convettive in genere

64 64 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo WIND SHEAR ORIZZONTALE RAPIDA VARIAZIONE DELLA COMPONENTE LONGITUDINALE DEL VENTO n nel fronte delle raffiche associato ai temporali –discesa precipitazioni da CB trascina colonna aria fredda –aria impatta il suolo e espande lateralmente (fronte di raffiche) –fronte si incunea sotto aria calda richiamata dal basso da CB n attraversando un fronte freddo –superficie frontale è più spessa del fronte di raffiche –aereo ha tempo di adattarsi alla variazione incontrata –possibili problemi per contemporanea rotazione del vento

65 65 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo WIND SHEAR ORIZZONTALE n nel flusso del vento attorno ad ostacoli notevoli –edifici lungo la pista di un aeroporto –creano una “zona d’ombra” per il flusso del vento n in altre situazioni di discontinuità –scorrimento reciproco tra correnti d’aria n la diversità in direzione e/o intensità genera vortici turbolenti –fronti in genere n fronti di brezza: transizione tra vento di brezza e vento al suolo

66 66 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo WIND SHEAR VERTICALE AD OGNI INCONTRO CON CORRENTI ASCENDENTI O DISCENDENTI n effetti: –correnti ascendenti: aumento prestazioni aeromobile –correnti discendenti: diminuzione prestazioni aeromobile n origine delle correnti discendenti più intense: –orografica (MTW, Foehn) –convettiva (temporali) n correnti discendenti più violente: –quando superano velocità verticale di 720 ft/min a 300 ft GND –classificate in downburst o microburst secondo estensione n “micro” riferito a estensione orizzontale, NON intensità

67 67 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo DOWNBURST E MICROBURST n downburst –diametro corrente discendente: n 3 o 4 miglia in quota n 15 miglia in prossimità del suolo n microburst –diametro corrente discendente minore di due miglia n lunghezza media pista per aerei commerciali n osservate anche discendenze di maggior velocità –1800 ft/min a 200 ft GND n espansione laterale al suolo forma un anello vorticoso –strato limite: zona d’attrito tra aria discendente e aria spostata –si forma vorticosità contraria a quella dell’anello

68 68 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo DOWNBURST E MICROBURST n downburst –generalmente associate a temporali n microburst –anche nei violenti piovaschi da TCU –da nubi verticali non ancora allo stadio di maturazione –da virga (pioggia che evapora prima di raggiungere il suolo) n comunque arrivo al suolo di colonna d’aria fredda senza pioggia n formazione di microburst secca con effetti simili a quelle normali n pericolo per mancanza di fenomeni visibili; virga associata a –ceiling alto –buona visibilità –mancanza di precipitazioni –venti superficiali deboli o moderati

69 69 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo WIND SHEAR IN CELLE TEMPORALESCHE DOWNBURST E GUST FRONT

70 70 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo EFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILI n wind shear orizzontale –diminuzione e/o aumento vento di testa e/o coda n diminuzione vento testa o aumento vento coda –riduzione della portanza –abbassamento sentiero di avvicinamento o di decollo n aumento vento testa o diminuzione vento coda –aumento della portanza –innalzamento sentiero di avvicinamento o di decollo n wind shear verticale –correnti discendenti agiscono su angolo incidenza n diminuzione angolo porta a diminuzione portanza n abbassamento traiettoria aereo

71 71 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo EFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILI n downburst –sovrapposizione effetti tipici di shear orizzontale e verticale –prima della downburst n aumento vento di testa n aumento portanza –sotto la downburst n correnti discendenti n abbassamento traiettoria –dopo la downburst n aumento vento di coda n riduzione portanza n PERICOLO DI IMPATTO CON IL SUOLO !!

72 72 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo RILEVAZIONE DA TERRA DEL WIND SHEAR n con osservazione visuale di fenomeni correlati –nubi lenticolari e di rotore (w.s. orografico) –forte vento superficie (w.s. flusso attorno ostacoli) –polvere sollevata dal vento (w.s. flusso attorno ostacoli) –fumo sparpagliato (w.s. bassi strati) –strati di nubi con opposti movimenti –nubi temporalesche –trombe d’aria e trombe marine n con osservazioni strumentali non dedicate –immagini radar meteo (tracciamento di celle temporalesche) –immagini satellitari (osservazione di celle temporalesche)

73 73 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n perturbazione locale caratterizzata da: –non lunga durata –fenomeni elettrici (lampi e tuoni) –forti raffiche vento –violente correnti verticali –forti rovesci pioggia (anche grandine)  FORTE PERICOLO PER IL VOLO

74 74 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n associati a nubi cumuliformi a forte sviluppo verticale –cumulonembi (CB) n cumulonembi originati da: –attività convettiva (temporali di massa) n singoli CB ben visibili a distanza –transito di fronte freddo (temporali frontali) n più nubi temporalesche distanziate da 1 a 3 km n fronte di nubi di un centinaio km

75 75 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n composti da insieme di cellule temporalesche –diametro cellule inferiore ai 10 km n sviluppo singola cellula in tre distinte fasi (ciclo vitale) –fase di formazione o di cumulo –fase di massimo sviluppo –fase di dissolvimento

76 76 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n fase di formazione o di cumulo –forti correnti ascensionali ( m/s) –cumulo diviene progressivamente cumulonembo –interno nube aumento numero e dimensione gocce e cristalli n sostenuti da forti correnti ascensionali n non esistono correnti discensionali –sommità nube raggiunge i km –inizio correnti discensionali –fine fase cumulo

77 77 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n fase di massimo sviluppo –massime dimensioni nube –correnti ascensionali ordine di m/s –gocce dimensioni tali da superare spinta ascensionale n inizio precipitazioni a carattere rovescio n lampi, tuoni, possibile grandine –comparsa correnti discendenti di aria fredda n limitate inizialmente a parte inferiore nube n graduale estensione a parte superiore –correnti discendenti uscenti da base nube impattano suolo n si allargano procedendo di qualche miglio arrivo nube

78 78 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n fase di dissolvimento –esaurimento spinta ascensionale –prevalenza moti discendenti –dissolvimento parte superiore nube –piogge perdono carattere di rovescio –temperatura interna nube in equilibrio con esterna n cessano le downburst

79 79 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo TEMPORALI n effetti secondari temporale –fulmini n temporale genera sempre fulmini n corto circuito quando potere isolante aria diviene insufficiente n scariche tra nube e nube, nube e suolo, nube e cielo sereno –scariche tra nube e suolo favorite dal potere delle punte –accumulo di ioni positivi su oggetti a punta (alberi, piloni, spigoli) –le punte si ricoprono di luce bluastra: fuochi di S.Elmo –tuono n onda urto da riscaldamento esplosivo aria causato da fulmine n udibile fino a circa 15 km da temporale n se x sono i secondi trascorsi tra fulmine e tuono –x per 340: distanza approssimativa del temporale in metri –diviso 3: in chilometri

80 80 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA n fenomeno meteorologico di riduzione della visibilità –visibilità < 1 km n nube con base a contatto del suolo –aria umida –nuclei di condensazione –raffreddamento n aria sovrastante il terreno raggiunge la saturazione n umidità contenuta nell’aria condensa n umidità descritta in termini di grandezze igrometriche –umidità assoluta –umidità specifica –rapporto di mescolanza –umidità relativa

81 81 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo GRANDEZZE IGROMETRICHE n descrivono la quantità vapore acqueo nell’aria –sola fase aeriforme con esclusione parti liquida e solida n umidità assoluta –grammi di vapore contenuti in un metro cubo di aria n umidità specifica –rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in chilogrammi di aria umida nella quale il vapore è contenuto n rapporto di mescolanza –rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in chilogrammi di aria secca con la quale il vapore è mescolato n umidità relativa –rapporto tra la quantità di vapore presente nella massa d’aria e la quantità massima di vapore che, a parità di temperatura, la massa d’aria può contenere

82 82 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONE n Pressione di Vapore PV e Legge di Dalton –pressione parziale esercitate dalle molecole di vapore n in una miscela ogni gas esercita una pressione parziale n Dalton: pressione della miscela è somma di pressioni parziali – hPa somma pressioni parziali dei gas atmosferici –PV proporzionale a quantità di vapore in atmosfera n Pressione di Vapore Saturo PVS –PV delle molecole di vapore in condizione di saturazione n saturazione –numero di molecole che lascia la superficie di separazione tra acqua e vapore uguale a numero di molecole che torna alla superficie (equilibrio tra evaporazione e condensazione)

83 83 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONE PRESSIONE DI VAPORE E LEGGE DI DALTON

84 84 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONE SATURAZIONE: EQUILIBRIO TRA NUMERO DI MOLECOLE CHE LASCIANO E CHE TORNANO ALLA SUPERFICIE DI SEPARAZIONE ACQUA / ARIA

85 85 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo UMIDITA’ RELATIVA n determina di quanto l’atm è prossima a saturazione –vapore presente rispetto al necessario per saturazione UR (%) = (PV / PVS ) x 100 n non rappresenta “quanto” vapore è presente in atm –masse d’aria con UR=100% ma diversa umidità assoluta n se UR=100% temperatura è al punto di rugiada –temperatura di rugiada o punto di rugiada: temperatura a cui si ha inizio della condensazione se aria raffreddata a pressione costante senza aggiunta o sottrazione di vapore

86 86 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA n classificazione in base al processo di formazione –diversi processi di saturazione coinvolti n nebbie da raffreddamento –nebbia da irraggiamento –nebbie da avvezione e da trasporto –nebbie da sollevamento o scorrimento ascendente n nebbie da evaporazione –nebbie frontali –nebbie di vapore

87 87 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA DA IRRAGGIAMENTO n prevalentemente durante la notte o all’alba –spessore sottile (ordine del centinaio di metri) –spesso in forma di banchi n in presenza di: –terreno molto freddo –cielo sereno –aria umida e calma n condizioni favorevoli per inversione termica al suolo –suolo irradia calore nello spazio –di notte irraggiamento non compensato da radiazione solare –forte abbassamento temperatura del suolo –se aria umida raffreddamento sufficiente per la saturazione

88 88 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA DA IRRAGGIAMENTO n nebbia da effetto alba –inversione termica con deposito di sola rugiada o brina –primi raggi del sole scaldano terreno ma non aria –rugiada evapora poi ricondensa nell’aria fredda sovrastante n dissolvimento con riscaldamento solare –innalzamento della temperatura –rimescolamento dell’aria –distruzione strato di inversione

89 89 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA DA AVVEZIONE n avvezione indica spostamento orizzontale dell’aria –necessaria presenza di vento n aria calda e umida si sposta su superficie fredda –indifferentemente terreno o acqua n nebbia se temperatura aria al punto di rugiada –spessore fino a qualche centinaio di metri –maggiore persistenza rispetto a irraggiamento n due specie di nebbie da avvezione –nebbie marittime n aria da zona calda verso zona fredda oceanica –nebbie costiere n aria calda marittima verso terraferma fredda n anche sulle rive di piccole distese acqua (laghi)

90 90 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA DA AVVEZIONE

91 91 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo ALTRE NEBBIE DA RAFFREDDAMENTO n NEBBIA DA TRASPORTO –si forma in zone propizie ed è poi trasportata dal vento n NEBBIA DA SOLLEVAMENTO –anche detta di pendio o scorrimento ascendente –aria umida in risalita lungo un pendio –aria si raffredda adiabaticamente al punto di rugiada –condensazione provoca formazione di Strati n Strati toccano il suolo in un punto del pendio n oltre il punto il pendio è interessato da nebbia n con pendenze poco accentuate, nebbia anche molto estesa

92 92 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo NEBBIA DA EVAPORAZIONE n NEBBIA FRONTALE –associata al passaggio di un fronte caldo –evaporazione precipitazioni in sottostante aria fredda –aggiunta di vapore provoca saturazione dell’aria fredda –formazione di nebbia pre-frontale –può interessare zone molto estese per lungo tempo n NEBBIA DI VAPORE –quando aria fredda si sposta su superficie di acqua più calda –il vapore condensa nell’aria fredda sovrastante n effetto di “mare fumante” –durata e persistenza inferiore alle nebbia da avvezione

93 93 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo PREVISIONE DELLA NEBBIA n nebbie da irraggiamento –aria umida nei bassi strati –cielo sereno o poco nuvoloso –temperatura del suolo –natura del terreno –vento debole –utilizzo del sondaggio termodinamico n nebbie da avvezione –analisi sinottica n afflusso di aria caldo-umida –analisi locale n raffreddamento superficiale

94 94 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo ICING - CONTAMINAZIONE DA GHIACCIO FORMAZIONE DEPOSITO GHIACCIO SU AEROMOBILE n IN VOLO NELLE NUBI –ma attività VDS prevede il volo FUORI dalle nubi !! n IN VOLO IN ARIA CHIARA –può interessare anche apparecchi VDS –caso di ghiaccio al carburatore n A TERRA –mezzi non ricoverati con meteo favorevole all’icing n basse temperature, pioviggine o pioggia congelantesi

95 95 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo ICING IN VOLO IN ARIA CHIARA n ghiaccio al carburatore –aria aspirata nel carburatore si espande raffreddandosi –anche benzina sottrae calore all’aria per evaporare –se entra aria umida: n può raffreddarsi sotto 0°C e sotto il punto di rugiada n depositi di ghiaccio diminuiscono la sezione di aspirazione –diminuzione potenza del motore n aumento dei depositi ghiaccio in caso di pioggia

96 96 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo ICING IN VOLO IN ARIA CHIARA n formazione di ghiaccio brinoso –aspetto di cristalli ghiaccio leggero, simile a brina –si forma in aria chiara per sublimazione vapore acqueo –a terra e in volo; base per formazione altri tipi di ghiaccio n rimedi: –termometro per temperatura carburatore –dispositivo riscaldamento del carburatore n inserirlo comunque in prossimità di 0°C

97 97 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo EFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILE n classificazione ICAO per l’intensità dell’icing n moderate formazioni di ghiaccio –quando sono tali da far considerare desiderabile una variazione di prua e/o di quota n forti formazioni di ghiaccio –quando sono tali da far considerare essenziale una variazione immediata di prua e/o di rotta

98 98 Corso di Meteorologia Generale per il VDS Fenomeni Pericolosi per il Volo EFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILE n alterazione del flusso aerodinamico –profili aerodinamici deformati da accumuli di ghiaccio –diminuzione della portanza e aumento della resistenza n aumento della velocità di stallo –riduzione della trazione dell’elica –riduzione dell’efficacia delle superfici di coda n ostruzione delle prese d’aria di alimentazione –diminuzione della potenza erogata dai motori n fino a quando aria aspirata non più sufficiente per combustione n mancanza di visibilità anteriore n ostruzione della presa dinamica –indice anemometrico a zero o su valori inattendibili –blocco avvisatore di stallo n disturbi a comunicazioni –comunicazioni radio e ricezione segnali di radionavigazione –per accumulo di ghiaccio su antenne


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