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

Corso di Meteorologia GeneraleCorso di Meteorologia Generaleper il Volo da Diporto o Sportivoper il Volo da Diporto o Sportivo

(Parte Seconda)(Parte Seconda)

Dr. Marco TadiniDr. Marco Tadinimeteorologometeorologo

U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico AeroportualeAeroportuale

www.ufficiometeo.itwww.ufficiometeo.it

2

Corso di Meteorologia Generale per il VDSCorso di Meteorologia Generale per il VDSLe NubiLe Nubi

LE NUBILE NUBI agglomerato visibile di agglomerato visibile di acquaacqua e e pulviscolo pulviscolo

atmosfericoatmosferico– acqua nella fase liquida o solidaacqua nella fase liquida o solida

– pulviscolo atmosferico pulviscolo atmosferico igroscopicoigroscopico

elementi concentrati nella fascia troposfericaelementi concentrati nella fascia troposferica– non vi è meteorologia a quote superiori alla troposferanon vi è meteorologia a quote superiori alla troposfera

nubi non troposferiche non hanno significato meteonubi non troposferiche non hanno significato meteo– nubi madreperlacee (stratosfera)nubi madreperlacee (stratosfera)

– nubi nottilucenti (mesosfera)nubi nottilucenti (mesosfera)

3


CLASSIFICAZIONE DELLE NUBICLASSIFICAZIONE DELLE NUBI per altezza della baseper altezza della base

– alte, medie, basse, ampio sviluppo verticale alte, medie, basse, ampio sviluppo verticale

– nubi specialinubi speciali non troposferiche o troposferiche non meteorologichenon troposferiche o troposferiche non meteorologiche

WMO/OMM, Atlante delle NubiWMO/OMM, Atlante delle Nubi– generi, specie, varietàgeneri, specie, varietà

– particolarità supplementari e nubi accessorieparticolarità supplementari e nubi accessorie

per processi di formazioneper processi di formazione– frontali calde e fredde, convettive, orografichefrontali calde e fredde, convettive, orografiche

4


CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA BASEBASE

nubi altenubi alte– CiCi cirri, cirri, CsCs cirrostrati, cirrostrati, CcCc cirrocumuli cirrocumuli

scie di condensazionescie di condensazione

nubi medienubi medie– AcAc altocumuli, altocumuli, AsAs altostrati altostrati

nubi bassenubi basse– StSt strati, strati, ScSc stratocumuli, stratocumuli, NsNs nembostrati nembostrati

nubi a sviluppo verticalenubi a sviluppo verticale– CuCu cumuli cumuli – CbCb cumulonembi cumulonembi

5


CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA CLASSIFICAZIONE PER ALTEZZA DELLA BASEBASE

6


CLASSIFICAZIONE WMO/OMMCLASSIFICAZIONE WMO/OMM 10 generi10 generi

– nominomi delle nubi (cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc.) delle nubi (cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc.)– autoescludentiautoescludenti

14 specie14 specie– suddividono i generi in base a:suddividono i generi in base a:

forma e dimensioneforma e dimensione processi fisici coinvolti nella formazione nubeprocessi fisici coinvolti nella formazione nube

– autoescludentiautoescludenti 9 varietà9 varietà

– determinate considerando caratteristiche nubedeterminate considerando caratteristiche nube es.: trasparenza e posizione di elementi macroscopici es.: trasparenza e posizione di elementi macroscopici

interniinterni– non autoescludentinon autoescludenti

7


CLASSIFICAZIONE PROCESSI DI FORMAZIONECLASSIFICAZIONE PROCESSI DI FORMAZIONE portare massa d’aria al portare massa d’aria al punto di rugiadapunto di rugiada

– temperatura tale da avviare condensazione vapore temperatura tale da avviare condensazione vapore acqueoacqueo

tre meccanismi principalitre meccanismi principali– nubi frontalinubi frontali

per innalzamento di masse aria calda nei cicloni extratropicaliper innalzamento di masse aria calda nei cicloni extratropicali maggior parte nubi classificabili ha origine frontalemaggior parte nubi classificabili ha origine frontale differenziate in differenziate in frontali caldefrontali calde e e frontali freddefrontali fredde

– nubi convettivenubi convettive per innalzamento convettivo di bolle di aria per innalzamento convettivo di bolle di aria

– nubi orografichenubi orografiche per innalzamento meccanico di bolle d’ariaper innalzamento meccanico di bolle d’aria

– impatto con ostacoli orograficiimpatto con ostacoli orografici

8


NUBI FRONTALI CALDENUBI FRONTALI CALDE innalzamento di massa aria caldainnalzamento di massa aria calda

– internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni)internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni)– ad est del centro di bassa pressionead est del centro di bassa pressione

nubi stratiformi da fronte caldonubi stratiformi da fronte caldo– aria calda scivola lentamente su aria freddaaria calda scivola lentamente su aria fredda

nubi a dimensione orizzontale più elevata di quella verticalenubi a dimensione orizzontale più elevata di quella verticale– all’avvicinarsi di un fronte caldo, nubi di altezza all’avvicinarsi di un fronte caldo, nubi di altezza

decrescentedecrescente cirri, cirrostrati e cirrocumuli (ghiaccio)cirri, cirrostrati e cirrocumuli (ghiaccio) altocumuli e altostrati (ghiaccio e acqua)altocumuli e altostrati (ghiaccio e acqua) strati, stratocumuli, nembostrati (acqua)strati, stratocumuli, nembostrati (acqua)

– precipitazioni deboli ma lunga durataprecipitazioni deboli ma lunga durata iniziano con altostrati e con possibile iniziano con altostrati e con possibile virgavirga pioggia, neve, pioggia congelantepioggia, neve, pioggia congelante

9


NUBI FRONTALI FREDDENUBI FRONTALI FREDDE innalzamento di massa aria caldainnalzamento di massa aria calda

– internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni)internamente ai cicloni extratropicali (perturbazioni)

– ad ovest del centro di bassa pressionead ovest del centro di bassa pressione

nubi cumuliformi da fronte freddonubi cumuliformi da fronte freddo– aria fredda sbalza violentemente aria calda vero l’altoaria fredda sbalza violentemente aria calda vero l’alto

– dimensione verticale più pronunciata di quella dimensione verticale più pronunciata di quella orizzontaleorizzontale

cumuli, cumuli imponenti o torreggianti, cumulonembicumuli, cumuli imponenti o torreggianti, cumulonembi

– precipitazioni intense ma breve durataprecipitazioni intense ma breve durata rovesci, temporalirovesci, temporali

10


NUBI FRONTALINUBI FRONTALI

CALDECALDE FREDDEFREDDE

11


NUBI CONVETTIVENUBI CONVETTIVE innalzamento di bolle di aria caldainnalzamento di bolle di aria calda

diverso riscaldamento della superficie terrestrediverso riscaldamento della superficie terrestre– terreni diversi hanno diverso terreni diversi hanno diverso calore specificocalore specifico

calore da assorbire per aumentare temperatura di 1°Ccalore da assorbire per aumentare temperatura di 1°C

calore rilasciato quando temperatura diminuisce di 1°Ccalore rilasciato quando temperatura diminuisce di 1°C

– atmosfera trasparente a radiazione solare direttaatmosfera trasparente a radiazione solare diretta

– suolo si scalda assorbendo radiazione solare diretta suolo si scalda assorbendo radiazione solare diretta

– suolo riemette energia assorbita come radiazione infrarossasuolo riemette energia assorbita come radiazione infrarossa

– presenza di nubi impedisce dispersione calore nello spaziopresenza di nubi impedisce dispersione calore nello spazio effetto serraeffetto serra

12


NUBI CONVETTIVENUBI CONVETTIVE diverso riscaldamento di limitate regioni di atmosferadiverso riscaldamento di limitate regioni di atmosfera

– bollebolle di aria calda, più leggere atmosfera circostante di aria calda, più leggere atmosfera circostante– le bolle prendono movimento ascensionalele bolle prendono movimento ascensionale– salendo si espandono, raffreddandosi salendo si espandono, raffreddandosi adiabaticamenteadiabaticamente

raffreddamento di 1°C ogni 100 metri di quotaraffreddamento di 1°C ogni 100 metri di quota adiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 madiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 m

senza scambio di calore con atmosfera circostantesenza scambio di calore con atmosfera circostante

– possono raggiungere livello di condensazionepossono raggiungere livello di condensazione favorevoli condizioni di instabilità atmosfericafavorevoli condizioni di instabilità atmosferica confronto tra confronto tra gradiente termico atmosferico e gradiente termico atmosferico e adiabatico adiabatico

– originano nubi cumuliformioriginano nubi cumuliformi base al livello di condensazionebase al livello di condensazione altezza dipendente dall’instabilità atmosfericaaltezza dipendente dall’instabilità atmosferica

13


TRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHETRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHE variazioni di quota di bolla di aria non umidavariazioni di quota di bolla di aria non umida

– variando quota, bolla varia pressione internavariando quota, bolla varia pressione interna– uguagliare pressione ambientaleuguagliare pressione ambientale

espandersi se sta innalzandosiespandersi se sta innalzandosi comprimersi se sta discendendocomprimersi se sta discendendo

– caso espansione (bolla aumenta la quota):caso espansione (bolla aumenta la quota): per espandersi la bolla deve usare energiaper espandersi la bolla deve usare energia principale sorgente di energia è il moto molecole di ariaprincipale sorgente di energia è il moto molecole di aria energia del moto molecole è funzione della temperaturaenergia del moto molecole è funzione della temperatura energia usata per espansione sottratta al moto molecoleenergia usata per espansione sottratta al moto molecole diminuzione della temperaturadiminuzione della temperatura

– caso compressione (bolla diminuisce la quota)caso compressione (bolla diminuisce la quota) aumento della temperaturaaumento della temperatura

14


TRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHETRASFORMAZIONI ADIABATICHE SECCHE ADIABATICAADIABATICA

– senza importanti scambi di calore con ambientesenza importanti scambi di calore con ambiente– dal greco adiabathos = impenetrabiledal greco adiabathos = impenetrabile

SECCASECCA– non considerati effetti di condensazione o evaporazionenon considerati effetti di condensazione o evaporazione

temperatura varia di 1°C ogni 100 metri di quotatemperatura varia di 1°C ogni 100 metri di quota adiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 madiabatico aria secca (UR inferiore 100%) = 1°C / 100 m

con avvio della condensazione:con avvio della condensazione:– rallentamento processo di raffreddamento ariarallentamento processo di raffreddamento aria

restituzione del calore latente di evaporazionerestituzione del calore latente di evaporazione– in aria umida gradiente adiabatico minore rispetto aria in aria umida gradiente adiabatico minore rispetto aria

seccasecca vara tra 0,5 e 0,8°C ogni 100 metrivara tra 0,5 e 0,8°C ogni 100 metri dipende dalla quantità di acqua che condensa in unità tempodipende dalla quantità di acqua che condensa in unità tempo

– umidità assolutaumidità assoluta: grammi di vapore acqueo per metro cubo aria: grammi di vapore acqueo per metro cubo aria

15


NUBI CONVETTIVENUBI CONVETTIVE

16


STABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICASTABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICA tre stati atmosfera secca (UR inferiore al 100%)tre stati atmosfera secca (UR inferiore al 100%)

– atmosfera adiabaticaatmosfera adiabatica o o in equilibrio indifferentein equilibrio indifferente indifferente ai moti ascensionali al proprio internoindifferente ai moti ascensionali al proprio interno atmosfera = atmosfera = adiabatico = 1°C/100 metri adiabatico = 1°C/100 metri

– atmosfera superadiabaticaatmosfera superadiabatica o o in equilibrio instabilein equilibrio instabile interviene favorendo i moti ascensionali al proprio interno interviene favorendo i moti ascensionali al proprio interno atmosfera maggiore 1°C/100 metriatmosfera maggiore 1°C/100 metri

– atmosfera subadiabaticaatmosfera subadiabatica o o in equilibrio stabilein equilibrio stabile interviene contrastando i moti ascensionali al proprio interno interviene contrastando i moti ascensionali al proprio interno atmosfera minore 1°C/100 metriatmosfera minore 1°C/100 metri

17


STABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICASTABILITA’ E INSTABILITA’ ATMOSFERICANUBI CUMULIFORMI IN ATMOSFERA NUBI CUMULIFORMI IN ATMOSFERA

SUPERADIABATICASUPERADIABATICA

18


NUBI OROGRAFICHENUBI OROGRAFICHE innalzamento meccanico di bolle d’ariainnalzamento meccanico di bolle d’aria

– correnti atmosferiche impattano ostacoli orograficicorrenti atmosferiche impattano ostacoli orografici nubi dipendenti dallo stato atmosfera all’impattonubi dipendenti dallo stato atmosfera all’impatto

– nubi stratiformi se condensazione in atmosfera stabilenubi stratiformi se condensazione in atmosfera stabile– nubi cumuliformi se condensazione in atmosfera nubi cumuliformi se condensazione in atmosfera

instabileinstabile se ostacolo è una catena: se ostacolo è una catena: onde orograficheonde orografiche

– sottovento le correnti assumono forma ondulatasottovento le correnti assumono forma ondulata– formazioni di nubi nelle creste delle ondeformazioni di nubi nelle creste delle onde

aria condensa nella fase ascensionale dell’ondaaria condensa nella fase ascensionale dell’onda condensazione termina nella fase di discesacondensazione termina nella fase di discesa

– risultano nubi caratteristiche:risultano nubi caratteristiche: forma lenticolare (forma cresta onda)forma lenticolare (forma cresta onda) sono stazionarie (in corrispondenza della cresta d’origine)sono stazionarie (in corrispondenza della cresta d’origine)

– quota media troposferica (altocumuli)quota media troposferica (altocumuli)

19


NUBI OROGRAFICHENUBI OROGRAFICHEFORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE FORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE

IN ATMOSFERA STABILEIN ATMOSFERA STABILE

20


NUBI OROGRAFICHENUBI OROGRAFICHEFORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE FORMAZIONE DI NUBI OROGRAFICHE

IN ATMOSFERA INSTABILEIN ATMOSFERA INSTABILE

21


PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEIPRINCIPALI CARATTERISTICHE DEI

DIVERSI GENERI DI NUBEDIVERSI GENERI DI NUBE generegenere secondo la classificazione WMO/OMM secondo la classificazione WMO/OMM

– cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc.cirri, cirrostrati, cirrocumuli, ecc.

analisi secondo la classificazione per altezza analisi secondo la classificazione per altezza

basebase– alte, medie, basse, ecc.alte, medie, basse, ecc.

22


NUBI ALTENUBI ALTE livelli superiori troposfera livelli superiori troposfera

oltre 6000 Metri, circa 20.000 piedioltre 6000 Metri, circa 20.000 piedi

disposte secondo direzione vento in quotadisposte secondo direzione vento in quota– tendenzialmente occidentali (seguono le tendenzialmente occidentali (seguono le westerlieswesterlies))

non portano precipitazioninon portano precipitazioni– composte da ghiacciocomposte da ghiaccio

velocità apparente bassavelocità apparente bassa

23


NUBI ALTENUBI ALTE Ci, cirriCi, cirri

– privi di uniformità, spesso sottili e a ciuffi con riccioliprivi di uniformità, spesso sottili e a ciuffi con riccioli– anche origine non frontaleanche origine non frontale

decadimento parte superiore cumulonembidecadimento parte superiore cumulonembi Cs, cirrostratiCs, cirrostrati

– velo uniforme a coprire il cielovelo uniforme a coprire il cielo– Sole o Luna danno effetto di aloneSole o Luna danno effetto di alone

diffrazione luce dai cristalli ghiaccio della nubediffrazione luce dai cristalli ghiaccio della nube Cc, cirrocumuliCc, cirrocumuli

– ““celle” allineate come ondulazioni della sabbiacelle” allineate come ondulazioni della sabbia– moto ondoso o turbolenza in strati umidi alta troposferamoto ondoso o turbolenza in strati umidi alta troposfera

scie di condensazionescie di condensazione– aeromobili in quota in aria molto freddaaeromobili in quota in aria molto fredda– immediata sublimazione vapore gas scaricoimmediata sublimazione vapore gas scarico

24


NUBI ALTENUBI ALTE

CIRRICIRRI

25


NUBI ALTENUBI ALTE

CIRROSTRATI CON ALONECIRROSTRATI CON ALONE

26


NUBI MEDIENUBI MEDIE strati troposferici intermedistrati troposferici intermedi

– tra 2000 e 6000 metri (6500 e 20.000 piedi)tra 2000 e 6000 metri (6500 e 20.000 piedi) composte principalmente da gocce di acquacomposte principalmente da gocce di acqua

– anche cristalli ghiaccio se temperatura bassaanche cristalli ghiaccio se temperatura bassa Ac, altocumuliAc, altocumuli

– struttura a bande o globulare, anche in più strati struttura a bande o globulare, anche in più strati successivisuccessivi

– corrispondenti ai Cc nella media troposferacorrispondenti ai Cc nella media troposfera As, altostratiAs, altostrati

– aspetto sottile e nebbioso, grigio scuro se molto spessiaspetto sottile e nebbioso, grigio scuro se molto spessi– possono arrivare a confondersi con nubi più alte o bassepossono arrivare a confondersi con nubi più alte o basse– pioggia debole che spesso evapora in quota (virga)pioggia debole che spesso evapora in quota (virga)

27


NUBI MEDIENUBI MEDIE

ALTOCUMULIALTOCUMULI

28


NUBI BASSENUBI BASSE base al di sotto dei 2000 metri (6500 piedi)base al di sotto dei 2000 metri (6500 piedi) composte principalmente da gocce di acquacomposte principalmente da gocce di acqua

– anche cristalli ghiaccio o neve se temperatura bassaanche cristalli ghiaccio o neve se temperatura bassa Sc, stratocumuliSc, stratocumuli

– versione a basso livello dei Cc e Acversione a basso livello dei Cc e Ac– spesso in strati multipli anche in combinazione con Acspesso in strati multipli anche in combinazione con Ac– struttura a bande o rotolistruttura a bande o rotoli

caratteristico effetto lento rotolamento attraverso il cielocaratteristico effetto lento rotolamento attraverso il cielo continuo dissolvimento sottovento e formazione continuo dissolvimento sottovento e formazione

sopravventosopravvento St, stratiSt, strati

– aspetto uniforme senza particolari caratteristiche aspetto uniforme senza particolari caratteristiche – base spesso sotto i 500 metri (1650 piedi)base spesso sotto i 500 metri (1650 piedi)

29


NUBI BASSENUBI BASSE

STRATOCUMULISTRATOCUMULI

30


NUBI BASSENUBI BASSE Ns, nembostratiNs, nembostrati

– immediatamente precedenti al fronte caldoimmediatamente precedenti al fronte caldo– provocano pioggia e neveprovocano pioggia e neve– nubi spesse ed estesenubi spesse ed estese

base spesso indistinguibile per le precipitazionibase spesso indistinguibile per le precipitazioni– se precipitazioni intense, l’intera nube diviene amorfase precipitazioni intense, l’intera nube diviene amorfa

spessore tale che alcuni autori non considerano il Ns spessore tale che alcuni autori non considerano il Ns stratiformestratiforme

– nube ad intenso sviluppo verticalenube ad intenso sviluppo verticale

– alto contenuto di acqua alto contenuto di acqua – severi fenomeni di icing su aeromobiliseveri fenomeni di icing su aeromobili

31


NUBI BASSENUBI BASSE

NEMBOSTRATINEMBOSTRATI

32


NUBI A SVILUPPO VERTICALENUBI A SVILUPPO VERTICALE origine frontale o termicaorigine frontale o termica tendono a formarsi separatamentetendono a formarsi separatamente

– disposte in linea se origine frontedisposte in linea se origine fronte

– sparpagliate se origine termicasparpagliate se origine termica

dimensioni verticali dipendenti da instabilità dimensioni verticali dipendenti da instabilità atmosferaatmosfera– anche maggiori di 12.000 metrianche maggiori di 12.000 metri

assorbono e rilasciano grandi quantità di energiaassorbono e rilasciano grandi quantità di energia– calore latente acquacalore latente acqua

33


CAMBIAMENTI DI FASE DELL’ACQUACAMBIAMENTI DI FASE DELL’ACQUA

I PASSAGGI DI STATOI PASSAGGI DI STATO

34


CALORE LATENTE ACQUACALORE LATENTE ACQUACALORE CEDUTO (CALORE CEDUTO (++) O ASSORBITO () O ASSORBITO (--))

DALL’ACQUA NEI CAMBIAMENTI DI FASE DALL’ACQUA NEI CAMBIAMENTI DI FASE

PROCESSOPROCESSO VARIAZIONEVARIAZIONE BILANCIOBILANCIO

CONDENSAZIONECONDENSAZIONE vapore/liquidovapore/liquido 600 cal/g600 cal/g

SUBLIMAZIONE SUBLIMAZIONE vapore/ghiacciovapore/ghiaccio 680 cal/g680 cal/g

EVAPORAZIONEEVAPORAZIONE liquido/vapore liquido/vapore - 600 cal/g- 600 cal/g

CONGELAMENTOCONGELAMENTO liquido/ghiaccioliquido/ghiaccio 80 cal/g80 cal/g

FUSIONEFUSIONE ghiaccio/liquido - 80 cal/gghiaccio/liquido - 80 cal/g

SUBLIMAZIONESUBLIMAZIONE ghiaccio/vapore ghiaccio/vapore - 680 cal/g- 680 cal/g

35


NUBI A SVILUPPO VERTICALENUBI A SVILUPPO VERTICALE Cu, cumuliCu, cumuli

– cumuli di bel tempocumuli di bel tempo o o cumuli umilicumuli umili piccole, sparpagliate, ampi tratti di cielo serenopiccole, sparpagliate, ampi tratti di cielo sereno leggera instabilità atmosfericaleggera instabilità atmosferica assenza di precipitazioniassenza di precipitazioni

– cumuli congesticumuli congesti o o cumuli torreggianticumuli torreggianti maggiori dimensioni verticalimaggiori dimensioni verticali ampiezza strato di instabilità atmosferica ampiezza strato di instabilità atmosferica 3000 m 3000 m

(10.000 ft) (10.000 ft) bordi netti e marcate protuberanzebordi netti e marcate protuberanze segnalati nel METAR con sigla segnalati nel METAR con sigla TCU TCU

36


NUBI A SVILUPPO VERTICALENUBI A SVILUPPO VERTICALE

CUMULICUMULI

37


NUBI A SVILUPPO VERTICALENUBI A SVILUPPO VERTICALE Cb, cumulonembiCb, cumulonembi

– più imponenti tra nubi a sviluppo verticalepiù imponenti tra nubi a sviluppo verticale all’inversione termica tropopausa (all’inversione termica tropopausa (incusincus o o anvil topanvil top)) anche oltre tropopausa e nella stratosferaanche oltre tropopausa e nella stratosfera

– composti da:composti da: acqua e ghiaccio nella parte bassa acqua e ghiaccio nella parte bassa

– pioggia, grandine, nevepioggia, grandine, neve cristalli di ghiaccio nella parte altacristalli di ghiaccio nella parte alta

– associati a fenomeni pericolosi per navigazione aereaassociati a fenomeni pericolosi per navigazione aerea rovesci, temporali, grandine, colpi di vento, trombe ariarovesci, temporali, grandine, colpi di vento, trombe aria turbolenza forte, wind shear, icingturbolenza forte, wind shear, icing

– segnalati nel METAR con sigla segnalati nel METAR con sigla CBCB

38



CUMULONEMBICUMULONEMBI

39



CUMULONEMBO “MAMMA”CUMULONEMBO “MAMMA”

40


NUBE TEMPORALESCANUBE TEMPORALESCA

CON CIMA AD INCUDINECON CIMA AD INCUDINE incudine dovuta a incudine dovuta a

““schiacciamento” schiacciamento”

contro inversione contro inversione

termica tropopausatermica tropopausa

41

Corso di Meteorologia Generale per il VDSCorso di Meteorologia Generale per il VDSFenomeni Pericolosi per il VoloFenomeni Pericolosi per il Volo

FENOMENI PERICOLOSI PER IL VOLOFENOMENI PERICOLOSI PER IL VOLO

TURBOLENZA E WIND SHEARTURBOLENZA E WIND SHEAR

TEMPORALITEMPORALI

NEBBIA NEBBIA

ICINGICING

42


TURBOLENZA E WIND SHEARTURBOLENZA E WIND SHEAR aeronauticamente considerati come fenomeni distintiaeronauticamente considerati come fenomeni distinti

in realtà l’una l’effetto e l’altro la causa di stesso in realtà l’una l’effetto e l’altro la causa di stesso

fenomeno: fenomeno: la deviazione indesiderata dell’aereo dalla la deviazione indesiderata dell’aereo dalla

propria traiettoria di volo con sobbalzi e scossoni propria traiettoria di volo con sobbalzi e scossoni

(TURBOLENZA), provocata da rapida variazione in (TURBOLENZA), provocata da rapida variazione in

direzione e/o intensità del vento (WIND SHEAR)direzione e/o intensità del vento (WIND SHEAR)

per consuetudine:per consuetudine:– TURBOLENZA fenomeno negativo in tutte le fasi di voloTURBOLENZA fenomeno negativo in tutte le fasi di volo

– WIND SHEAR fenomeno negativo solo a bassa quota (WIND SHEAR fenomeno negativo solo a bassa quota (LLWSLLWS))

43


TURBOLENZA E WIND SHEARTURBOLENZA E WIND SHEAR

44


TURBOLENZATURBOLENZAINSIEME DI SCOSSONI CUI È SOGGETTO UN AEREO IN INSIEME DI SCOSSONI CUI È SOGGETTO UN AEREO IN

VOLO QUANDO INCONTRA CORRENTI ASCENDENTI VOLO QUANDO INCONTRA CORRENTI ASCENDENTI O DISCENDENTI O RAFFICHE DI VENTOO DISCENDENTI O RAFFICHE DI VENTO

(ICAO: (ICAO: bumpiness in flightbumpiness in flight)) è definizione ICAOè definizione ICAO

– aviazione generale e (soprattutto) commercialeaviazione generale e (soprattutto) commerciale è definizione soggettiva:è definizione soggettiva:

– basata sulle sensazioni dell’equipaggio e dei passeggeribasata sulle sensazioni dell’equipaggio e dei passeggeri– dipende da tipo e stato aeromobile e da reazione del pilotadipende da tipo e stato aeromobile e da reazione del pilota– non dipende dallo stato “a grande scala” dell’atmosferanon dipende dallo stato “a grande scala” dell’atmosfera

turbolenza da moti disordinati o da circolazioni a piccola scalaturbolenza da moti disordinati o da circolazioni a piccola scala

45


INTENSITÀ DELLA TURBOLENZAINTENSITÀ DELLA TURBOLENZA quattro classi secondo ICAO:quattro classi secondo ICAO:

– LEGGERALEGGERA momentanee e leggere variazioni di assetto e quota aereomomentanee e leggere variazioni di assetto e quota aereo

– MODERATAMODERATA variazioni più intense ma aereo sotto controllovariazioni più intense ma aereo sotto controllo

– FORTEFORTE variazioni ampie e repentinevariazioni ampie e repentine aereo momentaneamente non controllabileaereo momentaneamente non controllabile

– ESTREMAESTREMA aereo violentemente sbattuto e totalmente incontrollabileaereo violentemente sbattuto e totalmente incontrollabile possibili danni irreparabili a struttura aereopossibili danni irreparabili a struttura aereo

46


ORIGINE DELLA TURBOLENZAORIGINE DELLA TURBOLENZA CONVETTIVACONVETTIVA

– correnti ascendenti o discendenti di origine convettivacorrenti ascendenti o discendenti di origine convettiva MECCANICAMECCANICA

– piccoli ostacoli al suolo investiti dal flusso del ventopiccoli ostacoli al suolo investiti dal flusso del vento– effetti dell’orografia sul flusso del ventoeffetti dell’orografia sul flusso del vento– scorrimento tra correnti di diversa velocità e/o direzionescorrimento tra correnti di diversa velocità e/o direzione– turbolenza in aria chiara (turbolenza in aria chiara (CATCAT))

solitamente associata a fenomeni ad alta quota solitamente associata a fenomeni ad alta quota (tropopausa)(tropopausa)

livelli di volo non interessati da attività VDSlivelli di volo non interessati da attività VDS

DI SCIADI SCIA– fenomeno aerodinamico, non meteorologicofenomeno aerodinamico, non meteorologico

47


TURBOLENZA CONVETTIVATURBOLENZA CONVETTIVA correnti ascendenti e discendenti di origine correnti ascendenti e discendenti di origine

convettivaconvettiva maggiore turbolenza:maggiore turbolenza:

– nelle ore più calde del giorno, specialmente in estatenelle ore più calde del giorno, specialmente in estate– sui terreni montuosi o collinosisui terreni montuosi o collinosi

turbolenza segnalata spesso da nubi cumuliformiturbolenza segnalata spesso da nubi cumuliformi– presenza di nubi alla sommità della turbolenzapresenza di nubi alla sommità della turbolenza– base delle nubi a livello della quota di condensazionebase delle nubi a livello della quota di condensazione

turbolenza localizzata sotto i cumuliturbolenza localizzata sotto i cumuli attenzione ai cumulonembi:attenzione ai cumulonembi:

– forte turbolenza sotto e fino a 20 miglia di distanzaforte turbolenza sotto e fino a 20 miglia di distanza

48


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA DA ATTRITO DA ATTRITO

– su suolo liberosu suolo libero caso di forte vento su terreni piatticaso di forte vento su terreni piatti attrito rallenta il vento negli strati bassiattrito rallenta il vento negli strati bassi aria prende a ruotare formando vortici turbolenti aria prende a ruotare formando vortici turbolenti

– turbolenza da shear verticale del vento orizzontaleturbolenza da shear verticale del vento orizzontale

– scorrimento reciproco tra correntiscorrimento reciproco tra correnti diversità in intensità e/o direzione genera vortici turbolentidiversità in intensità e/o direzione genera vortici turbolenti

– turbolenza da shear verticale del vento orizzontaleturbolenza da shear verticale del vento orizzontale

PER PRESENZA DI PICCOLI OSTACOLIPER PRESENZA DI PICCOLI OSTACOLI – caso di costruzioni aeroportuali in prossimità della pista caso di costruzioni aeroportuali in prossimità della pista – scia di vortici sottovento a ostacoliscia di vortici sottovento a ostacoli

49


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICASCORRIMENTO RECIPROCO SCORRIMENTO RECIPROCO

DI CORRENTI IN QUOTADI CORRENTI IN QUOTA

50


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICAPRESENZA DI PICCOLI OSTACOLIPRESENZA DI PICCOLI OSTACOLI

51


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA SOLLEVAMENTO OROGRAFICOSOLLEVAMENTO OROGRAFICO

– caso di corrente d’aria che attraversa cresta di un rilievocaso di corrente d’aria che attraversa cresta di un rilievo– aria risale il pendio di sottovento (aria risale il pendio di sottovento (corrente ascendentecorrente ascendente))

formazione di vortici turbolenti se pendio è irregolareformazione di vortici turbolenti se pendio è irregolare– sulla cresta del rilievo strozzamento della sezione di flussosulla cresta del rilievo strozzamento della sezione di flusso

Bernoulli: aumento della velocità, diminuzione della pressioneBernoulli: aumento della velocità, diminuzione della pressione attenzione all’altimetro: indica quote maggiori del reale !attenzione all’altimetro: indica quote maggiori del reale !

– aria scende il pendio di sottovento (aria scende il pendio di sottovento (corrente discendentecorrente discendente)) corrente provoca turbolenza e perdita di quotacorrente provoca turbolenza e perdita di quota intensità tanto più grande quanto maggiore irregolarità pendiointensità tanto più grande quanto maggiore irregolarità pendio

– zona di influenzazona di influenza dipende da natura del terreno e orografia (isolata o catena)dipende da natura del terreno e orografia (isolata o catena) estensione verticale circa un terzo altezza rilievoestensione verticale circa un terzo altezza rilievo

52


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA ONDA STAZIONARIA ONDA STAZIONARIA oo OROGRAFICA OROGRAFICA ((MTWMTW))

– caso di sollevamento orografico quando: caso di sollevamento orografico quando: catena montuosa perpendicolare a forte ventocatena montuosa perpendicolare a forte vento strato di aria stabile al di sopra spartiacque della catenastrato di aria stabile al di sopra spartiacque della catena vento teso perpendicolare alla catenavento teso perpendicolare alla catena velocità vento di almeno 25 kt alla quota dello spartiacquevelocità vento di almeno 25 kt alla quota dello spartiacque velocità vento in aumento con la quota fino alla tropopausavelocità vento in aumento con la quota fino alla tropopausa

– strato stabile impedisce salita in quota corrente strato stabile impedisce salita in quota corrente ascendenteascendente

– corrente compressa contro spartiacquecorrente compressa contro spartiacque– inerzia corrente discendente porta vento a quota inferioreinerzia corrente discendente porta vento a quota inferiore– vento riprende a risalire formando la prima cresta d’ondavento riprende a risalire formando la prima cresta d’onda– vento forma creste d’onda di ampiezza decrescentevento forma creste d’onda di ampiezza decrescente– fenomeno termina con completo smorzamento ondafenomeno termina con completo smorzamento onda

53


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA ONDA STAZIONARIA ONDA STAZIONARIA oo OROGRAFICA OROGRAFICA ((MTWMTW))

– stazionaria: le onde mantengono una posizione fissastazionaria: le onde mantengono una posizione fissa vi è propagazione dell’aria non dell’onda vi è propagazione dell’aria non dell’onda

– turbolenza sottovento anche con dimensioni turbolenza sottovento anche con dimensioni notevoli:notevoli:

verticali: sino agli strati bassi stratosferaverticali: sino agli strati bassi stratosfera orizzontali: anche 150 miglia dalla catena orizzontali: anche 150 miglia dalla catena

– se aria sufficientemente umida, onda visibile per:se aria sufficientemente umida, onda visibile per: nubi lenticolarinubi lenticolari rotorirotori nube che incappuccia la montagnanube che incappuccia la montagna

54


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA nubi lenticolarinubi lenticolari

– si formano sulle cuspidi dell’onda orograficasi formano sulle cuspidi dell’onda orografica– alla quota degli altocumulialla quota degli altocumuli– condensazione nella fase ascendente dell’onda condensazione nella fase ascendente dell’onda

raffreddamento adiabatico sino alla temperatura di raffreddamento adiabatico sino alla temperatura di rugiadarugiada

– nube si dissolve nella fase discendentenube si dissolve nella fase discendente riscaldamento da compressione adiabaticariscaldamento da compressione adiabatica

– nubi da contorni lisci indicano assenza di turbolenzanubi da contorni lisci indicano assenza di turbolenza ma sono presenti le forti correnti ascendenti e discendentima sono presenti le forti correnti ascendenti e discendenti catena montuosa perpendicolare a forte ventocatena montuosa perpendicolare a forte vento

– nubi da contorni frastagliati indicano turbolenza intensanubi da contorni frastagliati indicano turbolenza intensa

55


TURBOLENZA MECCANICATURBOLENZA MECCANICA rotorirotori

– nubi ti tipo cumuli o fractocumulinubi ti tipo cumuli o fractocumuli– allineati dal lato sottovento lungo lo spartiacqueallineati dal lato sottovento lungo lo spartiacque– base solitamente più in basso della montagnabase solitamente più in basso della montagna– sommità anche sino alle nubi lenticolarisommità anche sino alle nubi lenticolari– forti ascendenze e discendenze interne ed in prossimitàforti ascendenze e discendenze interne ed in prossimità

anche dell’ordine di 5000 ft/min. (ca. 90 km/h)anche dell’ordine di 5000 ft/min. (ca. 90 km/h) nube che incappuccia la montagnanube che incappuccia la montagna

– nube piattanube piatta– ultimo tratto del sopravvento e precipita dal sottoventoultimo tratto del sopravvento e precipita dal sottovento

tanto più lunga nube sottovento, tanto più forte discendenzatanto più lunga nube sottovento, tanto più forte discendenza– per raffreddamento dell’aria tra strato stabile e per raffreddamento dell’aria tra strato stabile e

spartiacquespartiacque

56


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIA NON è un fenomeno meteorologicoNON è un fenomeno meteorologico

– effetti su velivoli simili a turbolenza meteoeffetti su velivoli simili a turbolenza meteo generata dai vortici controrotanti alle generata dai vortici controrotanti alle

estremità alari estremità alari – effetto della differenza di pressione tra dorso e effetto della differenza di pressione tra dorso e

ventre alaventre ala vortici si allargano con rotazione oppostavortici si allargano con rotazione opposta

– raggiungono diametri ordine di grandezza apertura raggiungono diametri ordine di grandezza apertura alarealare

– per moto aereo, vortici distesi all’indietro (per moto aereo, vortici distesi all’indietro (trecce di trecce di BereniceBerenice))

WAKE VORTEX o WAKE TURBULENCEWAKE VORTEX o WAKE TURBULENCE

57


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIA intensità dipende da: intensità dipende da:

– peso, velocità, forma e assetto ala aeromobile generantepeso, velocità, forma e assetto ala aeromobile generante– peso predominante (proporzionalità diretta con intensità)peso predominante (proporzionalità diretta con intensità)

compromette manovrabilità aereo che incontra scia compromette manovrabilità aereo che incontra scia – specie se ha dimensioni inferiori a aereo generantespecie se ha dimensioni inferiori a aereo generante

adeguate separazioni al decollo/atterraggio e quotaadeguate separazioni al decollo/atterraggio e quota– decollo/atterraggiodecollo/atterraggio

considerare spostamento laterale vorticiconsiderare spostamento laterale vortici in caso di vento forte vortici potrebbero interessare piste vicinein caso di vento forte vortici potrebbero interessare piste vicine

– aeroporti con più piste parallele o perpendicolariaeroporti con più piste parallele o perpendicolari

– in quotain quota le scie si stabilizzano circa 900 ft sotto livello velivolo generantele scie si stabilizzano circa 900 ft sotto livello velivolo generante

58


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIAFORMAZIONE DEI VORTICIFORMAZIONE DEI VORTICI

DI SCIA IN QUOTADI SCIA IN QUOTA

59


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIAFORMAZIONE DEI VORTICIFORMAZIONE DEI VORTICI

DI SCIA IN FASE DI DECOLLODI SCIA IN FASE DI DECOLLO

E DI ATTERRAGGIOE DI ATTERRAGGIO

60


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIA elicotteri:elicotteri:

– turbolenza maggiore rispetto ad aerei pari pesoturbolenza maggiore rispetto ad aerei pari peso– forte turbolenza a bassa velocità (20 - 50 kt)forte turbolenza a bassa velocità (20 - 50 kt)– scia di elicotteri leggeri stessa grandezza elicotteri scia di elicotteri leggeri stessa grandezza elicotteri

pesantipesanti rotore bipala crea turbolenza più forte rispetto rotori a rotore bipala crea turbolenza più forte rispetto rotori a

più palepiù pale

61


TURBOLENZA DI SCIATURBOLENZA DI SCIA classificazione in base categoria aereo classificazione in base categoria aereo

generante:generante:– HEAVYHEAVY

aeromobili di peso oltre 136.000 kgaeromobili di peso oltre 136.000 kg

– MODERATEMODERATE aeromobili di peso compreso tra 136.000 e 7.000 kgaeromobili di peso compreso tra 136.000 e 7.000 kg

– LIGHTLIGHT aeromobili di peso inferiore ai 7.000 kgaeromobili di peso inferiore ai 7.000 kg

62


WIND SHEARWIND SHEAR gradiente nel vettore velocità del ventogradiente nel vettore velocità del vento

– variazione del vettore velocità su una data distanza variazione del vettore velocità su una data distanza – per natura vettoriale, variazioni in intensità e/o in per natura vettoriale, variazioni in intensità e/o in

direzionedirezione aeronauticamente meglio definito come:aeronauticamente meglio definito come:

VARIAZIONE DELL’INTENSITÀ E/O DIREZIONEVARIAZIONE DELL’INTENSITÀ E/O DIREZIONEDEL VENTO SU BREVI DISTANZEDEL VENTO SU BREVI DISTANZE

LLWSLLWS:: LOW LEVEL WIND SHEARLOW LEVEL WIND SHEAR– più significativo per navigazione aereapiù significativo per navigazione aerea– quando wind shear si presenta nei primi 500 m (1600 ft):quando wind shear si presenta nei primi 500 m (1600 ft):

lungo il sentiero avvicinamentolungo il sentiero avvicinamento fase terminale atterraggiofase terminale atterraggio fase iniziale di decollofase iniziale di decollo

63


CLASSIFICAZIONE DEL WIND SHEARCLASSIFICAZIONE DEL WIND SHEAR wind shear verticalewind shear verticale

– variazione direzione e/o intensità del vento con l’altezzavariazione direzione e/o intensità del vento con l’altezza– quale misurato da anemometri a diverse altezze su una quale misurato da anemometri a diverse altezze su una

torretorre wind shear orizzontalewind shear orizzontale

– quale misurato da anemometri a stessa altezza lungo pistaquale misurato da anemometri a stessa altezza lungo pista wind shear non transitoriowind shear non transitorio

– persistenza su stessa area per lungo tempo (ore)persistenza su stessa area per lungo tempo (ore)– associato a fronti, fronti di brezza e onde orograficheassociato a fronti, fronti di brezza e onde orografiche

wind shear transitoriowind shear transitorio– più pericolosopiù pericoloso– maggiore intensità e minore vita media (minuti)maggiore intensità e minore vita media (minuti)– scala di grandezza ordine decine di metriscala di grandezza ordine decine di metri– difficoltà nella previsione e segnalazionedifficoltà nella previsione e segnalazione– da nubi temporalesche o convettive in genereda nubi temporalesche o convettive in genere

64


WIND SHEAR ORIZZONTALEWIND SHEAR ORIZZONTALERAPIDA VARIAZIONE DELLA COMPONENTE RAPIDA VARIAZIONE DELLA COMPONENTE

LONGITUDINALE DEL VENTOLONGITUDINALE DEL VENTO nel nel fronte delle raffichefronte delle raffiche associato ai temporali associato ai temporali

– discesa precipitazioni da CB trascina colonna aria freddadiscesa precipitazioni da CB trascina colonna aria fredda

– aria impatta il suolo e espande lateralmente (fronte di aria impatta il suolo e espande lateralmente (fronte di raffiche)raffiche)

– fronte si incunea sotto aria calda richiamata dal basso da CBfronte si incunea sotto aria calda richiamata dal basso da CB

attraversando un attraversando un fronte freddofronte freddo– superficie frontale è più spessa del fronte di raffichesuperficie frontale è più spessa del fronte di raffiche

– aereo ha tempo di adattarsi alla variazione incontrataaereo ha tempo di adattarsi alla variazione incontrata

– possibili problemi per contemporanea rotazione del ventopossibili problemi per contemporanea rotazione del vento

65


WIND SHEAR ORIZZONTALEWIND SHEAR ORIZZONTALE nel nel flusso del vento attorno ad ostacoli notevoliflusso del vento attorno ad ostacoli notevoli

– edifici lungo la pista di un aeroportoedifici lungo la pista di un aeroporto

– creano una “zona d’ombra” per il flusso del ventocreano una “zona d’ombra” per il flusso del vento

in altre in altre situazioni di discontinuitàsituazioni di discontinuità

– scorrimento reciproco tra correnti d’ariascorrimento reciproco tra correnti d’aria la diversità in direzione e/o intensità genera vortici turbolentila diversità in direzione e/o intensità genera vortici turbolenti

– fronti in generefronti in genere fronti di brezza: transizione tra vento di brezza e vento al fronti di brezza: transizione tra vento di brezza e vento al

suolosuolo

66


WIND SHEAR VERTICALEWIND SHEAR VERTICALEAD OGNI INCONTRO CON CORRENTI AD OGNI INCONTRO CON CORRENTI

ASCENDENTI O DISCENDENTIASCENDENTI O DISCENDENTI effetti:effetti:

– correnti ascendenti: aumento prestazioni aeromobilecorrenti ascendenti: aumento prestazioni aeromobile– correnti discendenti: diminuzione prestazioni aeromobilecorrenti discendenti: diminuzione prestazioni aeromobile

origine delle correnti discendenti più intense:origine delle correnti discendenti più intense:– orografica (MTW, Foehn)orografica (MTW, Foehn)– convettiva (temporali)convettiva (temporali)

correnti discendenti più violente:correnti discendenti più violente:– quando superano velocità verticale di 720 ft/min a 300 ft quando superano velocità verticale di 720 ft/min a 300 ft

GNDGND– classificate in classificate in downburst downburst o o microburst microburst secondo estensionesecondo estensione

““micro” riferito a estensione orizzontale, micro” riferito a estensione orizzontale, NONNON intensità intensità

67


DOWNBURST E MICROBURSTDOWNBURST E MICROBURST downburstdownburst

– diametro corrente discendente:diametro corrente discendente: 3 o 4 miglia in quota3 o 4 miglia in quota 15 miglia in prossimità del suolo15 miglia in prossimità del suolo

microburstmicroburst– diametro corrente discendente minore di due migliadiametro corrente discendente minore di due miglia

lunghezza media pista per aerei commercialilunghezza media pista per aerei commerciali osservate anche discendenze di maggior velocitàosservate anche discendenze di maggior velocità

– 1800 ft/min a 200 ft GND1800 ft/min a 200 ft GND espansione laterale al suolo forma un anello vorticosoespansione laterale al suolo forma un anello vorticoso

– strato limite: zona d’attrito tra aria discendente e aria strato limite: zona d’attrito tra aria discendente e aria spostataspostata

– si forma vorticosità contraria a quella dell’anellosi forma vorticosità contraria a quella dell’anello

68


DOWNBURST E MICROBURSTDOWNBURST E MICROBURST downburstdownburst

– generalmente associate a temporaligeneralmente associate a temporali microburstmicroburst

– anche nei violenti piovaschi da TCUanche nei violenti piovaschi da TCU– da nubi verticali non ancora allo stadio di maturazioneda nubi verticali non ancora allo stadio di maturazione– da da virgavirga (pioggia che evapora prima di raggiungere il suolo) (pioggia che evapora prima di raggiungere il suolo)

comunque arrivo al suolo di colonna d’aria fredda senza pioggiacomunque arrivo al suolo di colonna d’aria fredda senza pioggia formazione di formazione di microburst seccamicroburst secca con effetti simili a quelle normali con effetti simili a quelle normali pericolo per mancanza di fenomeni visibili; virga associata apericolo per mancanza di fenomeni visibili; virga associata a

– ceiling altoceiling alto– buona visibilitàbuona visibilità– mancanza di precipitazionimancanza di precipitazioni– venti superficiali deboli o moderativenti superficiali deboli o moderati

69


WIND SHEAR IN CELLE TEMPORALESCHEWIND SHEAR IN CELLE TEMPORALESCHEDOWNBURST E GUST FRONTDOWNBURST E GUST FRONT

70


EFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILIEFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILI wind shear orizzontalewind shear orizzontale

– diminuzione e/o aumento vento di testa e/o codadiminuzione e/o aumento vento di testa e/o coda diminuzione vento testa o aumento vento codadiminuzione vento testa o aumento vento coda

– riduzione della portanzariduzione della portanza– abbassamento sentiero di avvicinamento o di decolloabbassamento sentiero di avvicinamento o di decollo

aumento vento testa o diminuzione vento codaaumento vento testa o diminuzione vento coda– aumento della portanzaaumento della portanza– innalzamento sentiero di avvicinamento o di decolloinnalzamento sentiero di avvicinamento o di decollo

wind shear verticalewind shear verticale– correnti discendenti agiscono su angolo incidenzacorrenti discendenti agiscono su angolo incidenza

diminuzione angolo porta a diminuzione portanzadiminuzione angolo porta a diminuzione portanza abbassamento traiettoria aereoabbassamento traiettoria aereo

71


EFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILIEFFETTI DEL WIND SHEAR SU AEROMOBILI downburstdownburst

– sovrapposizione effetti tipici di shear orizzontale e sovrapposizione effetti tipici di shear orizzontale e verticaleverticale

– prima della downburstprima della downburst aumento vento di testaaumento vento di testa aumento portanzaaumento portanza

– sotto la downburstsotto la downburst correnti discendenticorrenti discendenti abbassamento traiettoriaabbassamento traiettoria

– dopo la downburstdopo la downburst aumento vento di codaaumento vento di coda riduzione portanzariduzione portanza PERICOLO DI IMPATTO CON IL SUOLO !!PERICOLO DI IMPATTO CON IL SUOLO !!

72


RILEVAZIONE DA TERRA DEL WIND SHEARRILEVAZIONE DA TERRA DEL WIND SHEAR con osservazione visuale di fenomeni correlaticon osservazione visuale di fenomeni correlati

– nubi lenticolari e di rotore (w.s. orografico)nubi lenticolari e di rotore (w.s. orografico)– forte vento superficie (w.s. flusso attorno ostacoli)forte vento superficie (w.s. flusso attorno ostacoli)– polvere sollevata dal vento (w.s. flusso attorno ostacoli)polvere sollevata dal vento (w.s. flusso attorno ostacoli)– fumo sparpagliato (w.s. bassi strati)fumo sparpagliato (w.s. bassi strati)– strati di nubi con opposti movimentistrati di nubi con opposti movimenti– nubi temporaleschenubi temporalesche– trombe d’aria e trombe marinetrombe d’aria e trombe marine

con osservazioni strumentali non dedicatecon osservazioni strumentali non dedicate– immagini radar meteo (tracciamento di celle immagini radar meteo (tracciamento di celle

temporalesche)temporalesche)– immagini satellitari (osservazione di celle temporalesche)immagini satellitari (osservazione di celle temporalesche)

73


TEMPORALITEMPORALI perturbazione locale caratterizzata da:perturbazione locale caratterizzata da:

– non lunga duratanon lunga durata

– fenomeni elettrici (lampi e tuoni)fenomeni elettrici (lampi e tuoni)

– forti raffiche ventoforti raffiche vento

– violente correnti verticaliviolente correnti verticali

– forti rovesci pioggia (anche grandine)forti rovesci pioggia (anche grandine)

FORTE PERICOLO PER IL VOLOFORTE PERICOLO PER IL VOLO

74


TEMPORALITEMPORALI associati a nubi cumuliformi a forte sviluppo associati a nubi cumuliformi a forte sviluppo

verticale verticale – cumulonembi (CB)cumulonembi (CB)

cumulonembi originati da:cumulonembi originati da:– attività convettiva (attività convettiva (temporali di massatemporali di massa))

singoli CB ben visibili a distanzasingoli CB ben visibili a distanza

– transito di fronte freddo (transito di fronte freddo (temporali frontalitemporali frontali)) più nubi temporalesche distanziate da 1 a 3 kmpiù nubi temporalesche distanziate da 1 a 3 km fronte di nubi di un centinaio kmfronte di nubi di un centinaio km

75


TEMPORALITEMPORALI composti da insieme di cellule temporaleschecomposti da insieme di cellule temporalesche

– diametro cellule inferiore ai 10 kmdiametro cellule inferiore ai 10 km

sviluppo singola cellula in tre distinte fasi (sviluppo singola cellula in tre distinte fasi (ciclo ciclo

vitalevitale))– fase di formazione o di cumulofase di formazione o di cumulo

– fase di massimo sviluppofase di massimo sviluppo

– fase di dissolvimentofase di dissolvimento

76


TEMPORALITEMPORALI fase di formazione o di cumulofase di formazione o di cumulo

– forti correnti ascensionali (10 - 15 m/s)forti correnti ascensionali (10 - 15 m/s)

– cumulo diviene progressivamente cumulonembocumulo diviene progressivamente cumulonembo

– interno nube aumento numero e dimensione gocce e interno nube aumento numero e dimensione gocce e

cristallicristalli sostenuti da forti correnti ascensionalisostenuti da forti correnti ascensionali non esistono correnti discensionalinon esistono correnti discensionali

– sommità nube raggiunge i 7 - 9 kmsommità nube raggiunge i 7 - 9 km

– inizio correnti discensionali inizio correnti discensionali

– fine fase cumulofine fase cumulo

77


TEMPORALITEMPORALI fase di massimo sviluppofase di massimo sviluppo

– massime dimensioni nubemassime dimensioni nube

– correnti ascensionali ordine di 20 - 30 m/scorrenti ascensionali ordine di 20 - 30 m/s

– gocce dimensioni tali da superare spinta ascensionalegocce dimensioni tali da superare spinta ascensionale inizio precipitazioni a carattere rovescioinizio precipitazioni a carattere rovescio lampi, tuoni, possibile grandinelampi, tuoni, possibile grandine

– comparsa correnti discendenti di aria freddacomparsa correnti discendenti di aria fredda limitate inizialmente a parte inferiore nubelimitate inizialmente a parte inferiore nube graduale estensione a parte superioregraduale estensione a parte superiore

– correnti discendenti uscenti da base nube impattano suolocorrenti discendenti uscenti da base nube impattano suolo si allargano procedendo di qualche miglio arrivo nubesi allargano procedendo di qualche miglio arrivo nube

78


TEMPORALITEMPORALI fase di dissolvimentofase di dissolvimento

– esaurimento spinta ascensionaleesaurimento spinta ascensionale

– prevalenza moti discendentiprevalenza moti discendenti

– dissolvimento parte superiore nubedissolvimento parte superiore nube

– piogge perdono carattere di rovesciopiogge perdono carattere di rovescio

– temperatura interna nube in equilibrio con esternatemperatura interna nube in equilibrio con esterna cessano le downburstcessano le downburst

79


TEMPORALITEMPORALI effetti secondari temporaleeffetti secondari temporale

– fulminifulmini temporale genera sempre fulmini temporale genera sempre fulmini corto circuito quando potere isolante aria diviene insufficientecorto circuito quando potere isolante aria diviene insufficiente scariche tra nube e nube, nube e suolo, nube e cielo serenoscariche tra nube e nube, nube e suolo, nube e cielo sereno

– scariche tra nube e suolo favorite dal scariche tra nube e suolo favorite dal potere delle puntepotere delle punte– accumulo di ioni positivi su oggetti a punta (alberi, piloni, spigoli)accumulo di ioni positivi su oggetti a punta (alberi, piloni, spigoli)– le punte si ricoprono di luce bluastra: le punte si ricoprono di luce bluastra: fuochi di S.Elmofuochi di S.Elmo

– tuonotuono onda urto da riscaldamento esplosivo aria causato da fulmineonda urto da riscaldamento esplosivo aria causato da fulmine udibile fino a circa 15 km da temporaleudibile fino a circa 15 km da temporale sese x x sono i secondi trascorsi tra fulmine e tuonosono i secondi trascorsi tra fulmine e tuono

– xx per 340: distanza approssimativa del temporale in metri per 340: distanza approssimativa del temporale in metri– diviso 3: in chilometridiviso 3: in chilometri

80


NEBBIANEBBIA fenomeno meteorologico di riduzione della visibilitàfenomeno meteorologico di riduzione della visibilità

– visibilità < 1 kmvisibilità < 1 km nube con base a contatto del suolonube con base a contatto del suolo

– aria umidaaria umida– nuclei di condensazionenuclei di condensazione– raffreddamentoraffreddamento

aria sovrastante il terreno raggiunge la saturazionearia sovrastante il terreno raggiunge la saturazione umidità contenuta nell’aria condensaumidità contenuta nell’aria condensa

umidità descritta in termini di umidità descritta in termini di grandezze igrometrichegrandezze igrometriche– umidità assolutaumidità assoluta– umidità specificaumidità specifica– rapporto di mescolanza rapporto di mescolanza – umidità relativaumidità relativa

81


GRANDEZZE IGROMETRICHEGRANDEZZE IGROMETRICHE descrivono la quantità vapore acqueo nell’ariadescrivono la quantità vapore acqueo nell’aria

– sola fase aeriforme con esclusione parti liquida e solidasola fase aeriforme con esclusione parti liquida e solida umidità assolutaumidità assoluta

– grammi di vapore contenuti in un metro cubo di ariagrammi di vapore contenuti in un metro cubo di aria umidità specificaumidità specifica

– rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in chilogrammi di aria umida nella quale il vapore è contenutochilogrammi di aria umida nella quale il vapore è contenuto

rapporto di mescolanzarapporto di mescolanza– rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in rapporto tra la massa in grammi di vapore e la massa in

chilogrammi di aria secca con la quale il vapore è mescolato chilogrammi di aria secca con la quale il vapore è mescolato umidità relativaumidità relativa

– rapporto tra la quantità di vapore presente nella massa rapporto tra la quantità di vapore presente nella massa d’aria e la quantità massima di vapore che, a parità di d’aria e la quantità massima di vapore che, a parità di temperatura, la massa d’aria può conteneretemperatura, la massa d’aria può contenere

82


PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONEPRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONE Pressione di Vapore PV e Legge di DaltonPressione di Vapore PV e Legge di Dalton

– pressione parziale esercitate dalle molecole di vaporepressione parziale esercitate dalle molecole di vapore in una miscela ogni gas esercita una pressione parzialein una miscela ogni gas esercita una pressione parziale Dalton: pressione della miscela è somma di pressioni parzialiDalton: pressione della miscela è somma di pressioni parziali

– 1013.2 hPa somma pressioni parziali dei gas atmosferici1013.2 hPa somma pressioni parziali dei gas atmosferici

– PV proporzionale a quantità di vapore in atmosferaPV proporzionale a quantità di vapore in atmosfera Pressione di Vapore Saturo PVSPressione di Vapore Saturo PVS

– PV delle molecole di vapore in condizione di PV delle molecole di vapore in condizione di saturazionesaturazione saturazionesaturazione

– numero di molecole che lascia la superficie di separazione numero di molecole che lascia la superficie di separazione tra acqua e vapore uguale a numero di molecole che torna tra acqua e vapore uguale a numero di molecole che torna alla superficie (equilibrio tra evaporazione e alla superficie (equilibrio tra evaporazione e condensazione)condensazione)

83


PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONEPRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONE

PRESSIONE DI VAPORE E PRESSIONE DI VAPORE E

LEGGE DI DALTONLEGGE DI DALTON

84


PRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONEPRESSIONE DI VAPORE E SATURAZIONESATURAZIONE: EQUILIBRIO TRA NUMERO DI SATURAZIONE: EQUILIBRIO TRA NUMERO DI MOLECOLE CHE LASCIANO E CHE TORNANO MOLECOLE CHE LASCIANO E CHE TORNANO ALLA SUPERFICIE DI SEPARAZIONE ACQUA / ALLA SUPERFICIE DI SEPARAZIONE ACQUA /

ARIA ARIA

85


UMIDITA’ RELATIVAUMIDITA’ RELATIVA determina di quanto l’atm è prossima a saturazione determina di quanto l’atm è prossima a saturazione

– vapore presente rispetto al necessario per saturazionevapore presente rispetto al necessario per saturazione

UR (%) = (PV / PVS ) x 100UR (%) = (PV / PVS ) x 100

non rappresenta “quanto” vapore è presente in atmnon rappresenta “quanto” vapore è presente in atm– masse d’aria con UR=100% ma diversa umidità assolutamasse d’aria con UR=100% ma diversa umidità assoluta

se UR=100% temperatura è al se UR=100% temperatura è al punto di rugiadapunto di rugiada– temperatura di rugiadatemperatura di rugiada o o punto di rugiadapunto di rugiada: temperatura a : temperatura a

cui si ha inizio della condensazione se aria raffreddata a cui si ha inizio della condensazione se aria raffreddata a

pressione costante senza aggiunta o sottrazione di vaporepressione costante senza aggiunta o sottrazione di vapore

86


NEBBIANEBBIA classificazione in base al processo di formazioneclassificazione in base al processo di formazione

– diversi processi di saturazione coinvoltidiversi processi di saturazione coinvolti

nebbie da raffreddamentonebbie da raffreddamento– nebbia da irraggiamentonebbia da irraggiamento

– nebbie da avvezione e da trasporto nebbie da avvezione e da trasporto

– nebbie da sollevamento o scorrimento ascendentenebbie da sollevamento o scorrimento ascendente

nebbie da evaporazionenebbie da evaporazione– nebbie frontalinebbie frontali

– nebbie di vaporenebbie di vapore

87


NEBBIA DA IRRAGGIAMENTONEBBIA DA IRRAGGIAMENTO prevalentemente durante la notte o all’albaprevalentemente durante la notte o all’alba

– spessore sottile (ordine del centinaio di metri)spessore sottile (ordine del centinaio di metri)– spesso in forma di spesso in forma di banchibanchi

in presenza di:in presenza di:– terreno molto freddoterreno molto freddo– cielo serenocielo sereno– aria umida e calmaaria umida e calma

condizioni favorevoli per condizioni favorevoli per inversione termica al suoloinversione termica al suolo– suolo irradia calore nello spaziosuolo irradia calore nello spazio– di notte irraggiamento non compensato da radiazione di notte irraggiamento non compensato da radiazione

solaresolare– forte abbassamento temperatura del suoloforte abbassamento temperatura del suolo– se aria umida raffreddamento sufficiente per la saturazionese aria umida raffreddamento sufficiente per la saturazione

88


NEBBIA DA IRRAGGIAMENTONEBBIA DA IRRAGGIAMENTO nebbia da nebbia da effetto albaeffetto alba

– inversione termica con deposito di sola rugiada o inversione termica con deposito di sola rugiada o brinabrina

– primi raggi del sole scaldano terreno ma non ariaprimi raggi del sole scaldano terreno ma non aria

– rugiada evapora poi ricondensa nell’aria fredda rugiada evapora poi ricondensa nell’aria fredda sovrastantesovrastante

dissolvimento con riscaldamento solaredissolvimento con riscaldamento solare– innalzamento della temperaturainnalzamento della temperatura

– rimescolamento dell’ariarimescolamento dell’aria

– distruzione strato di inversionedistruzione strato di inversione

89


NEBBIA DA AVVEZIONENEBBIA DA AVVEZIONE avvezioneavvezione indica spostamento orizzontale dell’aria indica spostamento orizzontale dell’aria

– necessaria presenza di ventonecessaria presenza di vento aria calda e umida si sposta su superficie fredda aria calda e umida si sposta su superficie fredda

– indifferentemente terreno o acquaindifferentemente terreno o acqua nebbia se temperatura aria al punto di rugiadanebbia se temperatura aria al punto di rugiada

– spessore fino a qualche centinaio di metrispessore fino a qualche centinaio di metri– maggiore persistenza rispetto a irraggiamentomaggiore persistenza rispetto a irraggiamento

due specie di nebbie da avvezionedue specie di nebbie da avvezione– nebbie marittimenebbie marittime

aria da zona calda verso zona fredda oceanicaaria da zona calda verso zona fredda oceanica– nebbie costierenebbie costiere

aria calda marittima verso terraferma freddaaria calda marittima verso terraferma fredda anche sulle rive di piccole distese acqua (laghi)anche sulle rive di piccole distese acqua (laghi)

90


NEBBIA DA AVVEZIONENEBBIA DA AVVEZIONE

91


ALTRE NEBBIE DA RAFFREDDAMENTOALTRE NEBBIE DA RAFFREDDAMENTO NEBBIA DA TRASPORTONEBBIA DA TRASPORTO

– si forma in zone propizie ed è poi trasportata dal ventosi forma in zone propizie ed è poi trasportata dal vento

NEBBIA DA SOLLEVAMENTONEBBIA DA SOLLEVAMENTO– anche detta di pendio o scorrimento ascendenteanche detta di pendio o scorrimento ascendente

– aria umida in risalita lungo un pendioaria umida in risalita lungo un pendio

– aria si raffredda adiabaticamente al punto di rugiadaaria si raffredda adiabaticamente al punto di rugiada

– condensazione provoca formazione di Strati condensazione provoca formazione di Strati Strati toccano il suolo in un punto del pendioStrati toccano il suolo in un punto del pendio oltre il punto il pendio è interessato da nebbiaoltre il punto il pendio è interessato da nebbia con pendenze poco accentuate, nebbia anche molto estesacon pendenze poco accentuate, nebbia anche molto estesa

92


NEBBIA DA EVAPORAZIONENEBBIA DA EVAPORAZIONE NEBBIA FRONTALENEBBIA FRONTALE

– associata al passaggio di un fronte caldoassociata al passaggio di un fronte caldo– evaporazione precipitazioni in sottostante aria freddaevaporazione precipitazioni in sottostante aria fredda– aggiunta di vapore provoca saturazione dell’aria freddaaggiunta di vapore provoca saturazione dell’aria fredda– formazione di nebbia pre-frontaleformazione di nebbia pre-frontale– può interessare zone molto estese per lungo tempopuò interessare zone molto estese per lungo tempo

NEBBIA DI VAPORENEBBIA DI VAPORE– quando aria fredda si sposta su superficie di acqua più quando aria fredda si sposta su superficie di acqua più

caldacalda– il vapore condensa nell’aria fredda sovrastanteil vapore condensa nell’aria fredda sovrastante

effetto di “mare fumante”effetto di “mare fumante”

– durata e persistenza inferiore alle nebbia da avvezionedurata e persistenza inferiore alle nebbia da avvezione

93


PREVISIONE DELLA NEBBIAPREVISIONE DELLA NEBBIA nebbie da irraggiamentonebbie da irraggiamento

– aria umida nei bassi stratiaria umida nei bassi strati– cielo sereno o poco nuvolosocielo sereno o poco nuvoloso– temperatura del suolotemperatura del suolo– natura del terrenonatura del terreno– vento debolevento debole– utilizzo del utilizzo del sondaggio termodinamicosondaggio termodinamico

nebbie da avvezionenebbie da avvezione– analisi sinottica analisi sinottica

afflusso di aria caldo-umidaafflusso di aria caldo-umida– analisi localeanalisi locale

raffreddamento superficialeraffreddamento superficiale

94


ICING - CONTAMINAZIONE DA GHIACCIOICING - CONTAMINAZIONE DA GHIACCIO

FORMAZIONE DEPOSITO GHIACCIO SU AEROMOBILEFORMAZIONE DEPOSITO GHIACCIO SU AEROMOBILE

IN VOLO NELLE NUBIIN VOLO NELLE NUBI– ma attività VDS prevede il volo FUORI dalle nubi !!ma attività VDS prevede il volo FUORI dalle nubi !!

IN VOLO IN ARIA CHIARAIN VOLO IN ARIA CHIARA– può interessare anche apparecchi VDSpuò interessare anche apparecchi VDS

– caso di caso di ghiaccio al carburatoreghiaccio al carburatore

A TERRAA TERRA– mezzi non ricoverati con meteo favorevole all’icingmezzi non ricoverati con meteo favorevole all’icing

basse temperature, pioviggine o pioggia congelantesibasse temperature, pioviggine o pioggia congelantesi

95


ICING IN VOLO IN ARIA CHIARAICING IN VOLO IN ARIA CHIARA

ghiaccio al carburatoreghiaccio al carburatore

– aria aspirata nel carburatore si espande raffreddandosiaria aspirata nel carburatore si espande raffreddandosi

– anche benzina sottrae calore all’aria per evaporareanche benzina sottrae calore all’aria per evaporare

– se entra aria umida:se entra aria umida:

può raffreddarsi sotto 0°C e sotto il punto di rugiadapuò raffreddarsi sotto 0°C e sotto il punto di rugiada

depositi di ghiaccio diminuiscono la sezione di depositi di ghiaccio diminuiscono la sezione di

aspirazioneaspirazione

– diminuzione potenza del motorediminuzione potenza del motore

aumento dei depositi ghiaccio in caso di pioggiaaumento dei depositi ghiaccio in caso di pioggia

96


ICING IN VOLO IN ARIA CHIARAICING IN VOLO IN ARIA CHIARA formazione di formazione di ghiaccio brinosoghiaccio brinoso

– aspetto di cristalli ghiaccio leggero, simile a brinaaspetto di cristalli ghiaccio leggero, simile a brina

– si forma in aria chiara per sublimazione vapore acqueosi forma in aria chiara per sublimazione vapore acqueo

– a terra e in volo; base per formazione altri tipi di a terra e in volo; base per formazione altri tipi di

ghiaccio ghiaccio

rimedi:rimedi:

– termometro per temperatura carburatoretermometro per temperatura carburatore

– dispositivo riscaldamento del carburatoredispositivo riscaldamento del carburatore inserirlo comunque in prossimità di 0°Cinserirlo comunque in prossimità di 0°C

97


EFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILE EFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILE classificazione ICAO per l’intensità dell’icingclassificazione ICAO per l’intensità dell’icing

moderate moderate formazioni di ghiaccioformazioni di ghiaccio

– quando sono tali da far considerare desiderabile una quando sono tali da far considerare desiderabile una

variazione di prua e/o di quotavariazione di prua e/o di quota

fortiforti formazioni di ghiaccio formazioni di ghiaccio

– quando sono tali da far considerare essenziale una quando sono tali da far considerare essenziale una

variazione immediata di prua e/o di rottavariazione immediata di prua e/o di rotta

98


EFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILEEFFETTI DEL GHIACCIO SU AEROMOBILE alterazione del flusso aerodinamicoalterazione del flusso aerodinamico

– profili aerodinamici deformati da accumuli di ghiaccioprofili aerodinamici deformati da accumuli di ghiaccio– diminuzione della portanza e aumento della resistenzadiminuzione della portanza e aumento della resistenza

aumento della velocità di stalloaumento della velocità di stallo– riduzione della trazione dell’elicariduzione della trazione dell’elica– riduzione dell’efficacia delle superfici di codariduzione dell’efficacia delle superfici di coda

ostruzione delle prese d’aria di alimentazioneostruzione delle prese d’aria di alimentazione– diminuzione della potenza erogata dai motoridiminuzione della potenza erogata dai motori

fino a quando aria aspirata non più sufficiente per fino a quando aria aspirata non più sufficiente per combustionecombustione

mancanza di visibilità anterioremancanza di visibilità anteriore ostruzione della presa dinamica ostruzione della presa dinamica

– indice anemometrico a zero o su valori inattendibiliindice anemometrico a zero o su valori inattendibili– blocco avvisatore di stalloblocco avvisatore di stallo

disturbi a comunicazioni disturbi a comunicazioni – comunicazioni radio e ricezione segnali di comunicazioni radio e ricezione segnali di

radionavigazioneradionavigazione– per accumulo di ghiaccio su antenneper accumulo di ghiaccio su antenne

Documents

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