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Meteorología para aviadores navalesCurso 2006Prof.: Dr. Gustavo V. Necco

Escuela de Aviación Naval ESANA

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Meteorología del vuelo nocturno

La meteorología en la noche

Al no verse los fenómenos meteorológicos por la noche existen ciertas dificultades, particularmente en la percepción de las nubes, y habrá que responder a varias preguntas antes de decidirse a realizar un vuelo VFR nocturno, por ejemplo:

¿Dónde están las nubes?

¿Hay muchas?

¿De qué género son?

¿A que altura están?

En lo que sigue veremos como influencia la noche algunos parámetros meteorológicos que hemos visto en los capítulos anteriores del curso.

La temperatura

Como hemos visto la temperatura en superficie disminuye después de la puesta del sol.

Se establece una inversión térmica en las capas más bajas, que tiene un rol muy importante en la evolución de varios fenómenos meteorológicos.

suelo suelo

altura

temperatura temperatura

altura

2 horas ANTES de la puesta del sol

2 horas DESPUES de la puesta del sol

T(z)

T(z)

El viento

El viento, cuya causa es el gradiente en la presión atmosférica, no debería en principio sufrir de variaciones nocturnas ya que la presión está muy poco influenciada por el día y la noche. Sin embargo en la noche se observan calmas, debido a la inversión en superficie. La capa superior se “desliza” sobre la inferior.

El viento se debilita a menudo en superficie cerca de la puesta del sol y permanece más débil por la noche. Son posibles cortantes de viento en las capas bajas

altura

temperatura

T(z)

tope cortante de viento

de la inversión

Las brisas

Ya hemos visto que las brisas tienen una variación diurna muy marcada y soplan en un sentido de mañana y en otro de tarde.

Brisa de mar

La brisa de mar, que sopla con una intensidad de 10 a 12 kt por la tarde, se debilita lentamente hacia la puesta del sol. Hacia el ocaso y una o dos horas después el viento es calmo o muy débil. Cuando se enfría el continente se forma el “terral” (brisa de tierra) que sopla a unos 8 a 10 kt hasta el alba.

mar mar mar

2 horas ANTES de la puesta del sol

2 horas DESPUES de la puesta del sol

en la puesta del sol

Las brisas

Brisa de montaña

El mismo fenómeno aparece en montaña, quizás algo más complejo.

Las brisas de mar y montaña se debilitan netamente en la puesta de sol y su sentido se invierte alrededor de 2 horas después. Así es que en los aeródromos costeros o en valles deberá esperarse en el ocaso un cambio de la dirección del viento en 180º en situaciones anticiclónicas o de gradientes barométricos débiles.

15 horas

La visibilidad

En general la visibilidad no se modifica por la noche, aunque puede disminuir hacia el ocaso o al amanecer a veces a valores inferiores a los necesarios para el vuelo visual.

El inconveniente mayor reside en que las referencias que en el día permiten al piloto estimar la visibilidad (p.e. cursos de agua, vías férreas, etc.) no pueden ubicarse de noche. De allí que la visibilidad nocturna deberá estimarse a partir de sitios iluminados.

La temperatura es el origen de muchas de las dificultades en la visibilidad nocturna. Después del ocaso la temperatura disminuye pero el punto de rocío se mantiene estable. Por consiguiente la humedad relativa aumenta hacia el fin de la tarde y en el curso de la noche. Si la humedad ya es alta en el momento de la puesta del sol su aumento puede en ciertos casos conducir a la saturación y a la formación de nieblas.

Algunos lugares donde la naturaleza del suelo o la cobertura vegetal son favorables a una humedad más alta son los que primero se afectan y luego la mala visibilidad gana progresivamente toda la campaña durante la noche.

La visibilidad

Cuando la diferencia entre temperatura del aire y la del punto de rocío (depresión del punto de rocío) es inferior a 1ºC hacia el ocaso, y si el cielo está claro o poco nuboso, es preferible evitar el decolaje para un vuelo nocturno porque hay chances muy fuertes de aparición de nieblas. Esta es una regla muy general y sólo un pronosticador podrá brindar una previsión segura y adecuada.

La niebla de radiación solo cubre al comienzo una capa de 20 o 30 cm, invisible en vuelo. La balizas de la pista se ven bien pero a menos de unos 10 segundos del aterrizaje los faros sólo iluminan la delgada capa de niebla que cubre el suelo. Se aconseja en los casos de niebla delgada utilizar otro aeródromo o pista de alternativa porque la situación local siempre tiene tendencia a agravarse.

ANTES de la niebla COMIENZO de la niebla baja y delgada

Las nubes

Dificultades de percepción

De noche, con la luna visible, la mayoría de las nubes pueden identificarse. Las situadas por encima del avión mantienen el mismo aspecto que en el día si la capa nubosa no es muy importante. Si se sobrevuela un banco de nubes iluminadas por la luna aparecerá como un manto gris claro, enmascarando el suelo negro. En ambos casos el horizonte se mantiene perceptible.

Es en las noches “sin luna” donde aparecen las dificultades. En este caso las nubes situadas por encima del avión sólo se identiifican por la ausencia de estrellas y, a proximidad de ciudades, porque su base está iluminada. Muy a menudo es imposible determinar su género. El horizonte es invisible.

En cuanto a las nubes situadas por debajo del avión su presencia se identifica gracias a los índices siguientes:

a) La luces parpadean y luego desaparecen delante del avión, por debajo del horizonte teórico;b) Aparece delante del avión (y luego por debajo) un “manto negro”c) Finalmente no hay ninguna luz por debajo del avión

En vuelo nocturno VFR es prudente retornar antes que se llegue al estado b)

Las nubesEvolución nocturna

Ciertas nubes no sufren ninguna evolución ligada al día o la noche. Son aquéllas cuya formación no está relacionada con el suelo. Otras sin embargo sufren una evolución nocturna muy marcada.

Las nubes de nivel alto o medio no sufren evoluciones cuando cae la noche. Es el caso de

Ci , Cc, Cs, As, Ac y Ns

(una excepción: los Ac lenticulares ligados a las ondas de montaña, que están a menudo mejor organizados y más espesos a partir del ocaso y durante toda la noche)

Los Stratus están relacionados con el enfriamiento del suelo y la noche es, por consiguiente, un periodo favorable a su existencia. Si los St existen antes del ocaso su base es cada vez más baja hacia el fin de la tarde y hay un riesgo que se transformen en niebla en la puesta del sol 2 horas DESPUES de la

puesta del sol

niebla

Las nubesEvolución nocturna

Los Cumulus se originan debido a que el suelo es más cálido que el aire que se encuentra por encima. La noche será, por consiguiente, un periodo desfavorable para la existencia de Cu que evolucionarán rápidamente en Sc y desaparecerán.

en la puesta del sol 2 horas DESPUES de la puesta del sol

2 horas ANTES de la puesta del sol

Los Cu ligados a la convección se reabsorben todos en el ocaso. No se los encuentra prácticamente nunca por la noche con la excepción de dos casos: a) en las regiones templadas, luego de una invasión de aire frío (particularmente en primavera). El suelo puede mantenerse más cálido que el aire aún por la noche produciéndose inestabilidad; b) en las regiones tropicales marítimas donde la presencia de corrientes marinas cálidas puede producir inestabilidad por la noche.

Las nubes

Evolución nocturna

Los Stratocumulus cuya formación está relacionada con un fenómeno de turbulencia en altura no sufren ninguna evolución luego de la puesta del sol.

Ciertos Sc provienen de la disolución de Cu al fin de la convección. En este caso se observa un máximo de Sc en la puesta del sol.

Poco a poco estas nubes se reabsorben en el curso de la noche y generalmente desaparecen todas por la medianoche.

Se las encuentra en el nivel donde se encontraban los Cu hacia el fin de la tarde o ligeramente más bajo.

Las nubesEvolución nocturna

Tormentas de origen térmico (Cb) Hemos visto que estas tormentas están estrechamente relacionadas con el

calentamiento del suelo. Su enfriamiento, durante la noche, tiene por lo tanto un efecto desfavorable sobre estas tormentas.

En ciertas condiciones los Cb y sus tormentas asociadas pueden persistir luego de la puesta del sol, aunque los Cb de origen térmico no se mantienen más allá de la medianoche.

2 horas ANTES de la puesta del sol

Antes de medianoche Después de medianoche

Las nubesEvolución nocturna

Tormentas de origen dinámico

Son las relacionadas con fenómenos dinámicos en altura (aire frío en altura, corrientes en chorro, etc.) y eventualmente amplificadas por ascensos debido a la orografía o a la presencia de un frente. Estos Cb y sus tormentas asociadas no deberían, en principio, sufrir variaciones del día a la noche.

Efectivamente, se las observa a cualquier hora del día o de la noche. Sin embargo la temperatura del suelo puede tener un rol en cuanto a la frecuencia de estos Cb y sus tormentas: es mayor hacia el fin de la tarde y al comienzo de la noche.

Rayos y relámpagos:

Sean de origen térmico o dinámico cuando un relámpago aparece cerca de un avión en vuelo el alto contraste de luz encandila al piloto, quien por unos segundos es incapaz de leer los instrumentos. Como casi siempre hay turbulencia en estos casos es posible que el piloto pueda perder temporariamente el control del aparato.

Turbulencia

La turbulencia relacionada con los Cumulus de origen térmico es inexistente por la noche porque estas nubes se reabsorben

No es éste el caso con los Cumulonimbus, porque como hemos discutido éstos persisten al comienzo de (y a veces durante toda) la noche.

La turbulencia relacionada con las ondas de montaña es más intensa a partir de la puesta del sol. Es aconsejable renunciar a decolar o aterrizar por la noche en un aeródromo situado en un valle sensible a ondas de montaña, particularmente cuando el viento sopla a más de 25 kt en las cimas.

Ya hemos visto que por la noche puede aparecer una cortante de viento por encima de la inversión de radiación y, por consiguiente, turbulencia . Esta turbulencia aparece cuando la inversión comienza ser muy neta, es decir luego del ocaso y persiste durante toda la noche.

Aviación y Cambio ClimáticoAviación y Cambio Climático

Cambio climático

Se llama cambio climático a la variación global del clima de la Tierra. Tales cambios se producen a muy diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros climáticos: temperatura, precipitaciones, nubosidad, etcétera. Son debidos a causas naturales y, en los últimos tiempos, también a la acción del hombre. El término suele usarse, de forma poco apropiada, para hacer referencia tan solo a los cambios climáticos que suceden en el presente, utilizándolo como sinónimo de calentamiento global.

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático usa el término cambio climático sólo para referirse al cambio por causas humanas (antrópicas).

Actualmente existe un fuerte consenso científico que el clima global se verá alterado significativamente, en este siglo, como resultado del aumento, por la actividad humana, de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos. Estos gases están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre, refuerzan el efecto invernadero (natural) y se espera que, por consiguiente, harán aumentar la temperatura planetaria entre 1,5 y 4,5 °C o más.

Cambio observado: Temperatura global media en superficie

Cambio observado: Extensión del hielo marino ártico

Tendencia media 1979-2005: - 4.4% por década

Desviación mensualDesviación mensualsuavizada

N. Rayner, UKMO, 2004.

Cambio observado: ascenso del nivel medio del mar

Una de las causas del ascenso del nivel medio del mar es la expansión térmica de los océanos provocada por el calentamiento global.

¿Cómo afectan las aeronaves el clima?

Los aviones de línea emiten gases y partículas directamente a la troposfera superior y a la estratosfera inferior donde impactan en la composición de la atmósfera.

Estos gases y partículas - alteran la composición de los gases de efecto invernadero, incluyendo el dióxido de carbono (CO2), el ozono (O3) y el metano (CH4);

- inician la formación de estelas de condensación (“contrails”) y

- pueden producir un incremento en la nubosidad cirrosa.

Todo esto contribuye al cambio climático.

Estratosfera

Troposfera

Tropopausa

UV-B en superficie

Cambio climático

Destrucción de ozono

- Gases CO2

H2O NOX

SOX

- Partículas Sulfuros Hollín

Producción de ozono

Estelas de condensaciónFormación de

nubes

Impactos de la aviación en la atmósfera

Emisiones directas

Cambio en las substancias radiativamente activas

Forzado radiativo

Cambio climático

Esquema de los posibles mecanismos por los que la emisión de aviones puede impactar en el cambio climático. El cambio climático está representado aquí por cambios en la media global de la temperatura en superficie (Ts) y en el ascenso global del nivel medio del mar (msl)

Reacciones químicas Microfísica

hollín

Distribución geográfica del combustible consumido por la aviación civil (mayo 1992)

Estelas de condensación sobre Europa central el 4 de mayo 1995 09:43 UTC basadas en datos AVHRR del NOAA-12

Estelas de condensación

Distribución global del forzado radiativo neto promedio en el tope de la atmósfera debido a las estelas de condensación (año 1992), Minnis et al. 1999

Desequilibrio radiativo (W m-2) medio zonal y anual en la tropopausa en función de la latitud como resultado del tráfico aéreo en 1992.

Estelas de condensación

Anhidrido carbónico

Metano

Ozono

Latitud