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    Come si affrontano le turbolenze in aereo

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    Caricamento playerLa notizia della morte di un passeggero sul volo SQ321 di Singapore Airlines di martedì 21 maggio, diretto da Londra a Singapore, ha riportato una certa attenzione sulle turbolenze in particolare tra le persone che hanno paura di volare, o che affrontano un viaggio in aereo con qualche apprensione. Le cause della morte dell’uomo britannico di 73 anni non sono ancora completamente chiare (si è parlato di un infarto e di precedenti problemi cardiaci), ma alcune delle oltre 200 persone che si trovavano a bordo hanno raccontato di avere vissuto momenti di forte preoccupazione e di caos, mentre i piloti cercavano di portare l’aereo fuori dalla turbolenza.
    Stando ai dati diffusi finora o disponibili attraverso i sistemi per tracciare i voli, il Boeing 777-312ER di Singapore Airlines si trovava a un’altitudine di circa 11.300 metri quando è iniziata la forte turbolenza. In quel momento era in corso la distribuzione della colazione, di conseguenza c’era un certo movimento a bordo. I piloti hanno attivato il segnale per allacciare le cinture di sicurezza, ma secondo alcuni passeggeri l’indicazione sarebbe stata fornita tardivamente. Nel frattempo l’aereo è stato portato in meno di tre minuti a una quota di circa 9.500 metri per uscire dalla turbolenza, una manovra necessaria che ha però portato a ulteriori apprensioni a bordo per la rapida riduzione dell’altitudine.
    Gli aerei di linea sono progettati per sopportare grandi sollecitazioni mentre sono in volo ed è estremamente raro che una turbolenza causi qualche danno a un aereo, tale da comprometterne il funzionamento. I rari atterraggi di emergenza che vengono effettuati dopo una turbolenza sono di solito decisi per prestare soccorso alle persone a bordo, rimaste ferite a causa dell’improvviso movimento dell’aereo in orizzontale o in verticale. Spesso questi scossoni sono accompagnati dalla caduta di oggetti dalle cappelliere o dai tavolini dei sedili aperti che possono causare traumi di vario tipo, oppure da cadute accidentali delle persone che si sono alzate per andare in bagno o sgranchirsi dopo molte ore di volo da seduti.
    Secondo le informazioni fornite finora, il volo SQ321 ha incontrato una “turbolenza in aria limpida” (CAT), una delle forme più comuni e talvolta insidiose di turbolenza. Come suggerisce il nome, le CAT si verificano mentre si sta volando in una porzione di cielo apparentemente libera da nuvole e senza perturbazioni. È la classica turbolenza che dal punto di vista di un passeggero si presenta di punto in bianco, mentre dal finestrino non nota nulla di strano e il cielo appare terso.
    In diversi casi il viaggio di un aereo è favorito dal “vento di coda”: una corrente d’aria che soffia nella stessa direzione verso cui vola l’aereo e che quindi lo spinge, contribuendo a farlo andare più veloce. Questo tipo di vento è prodotto per lo più dalle correnti a getto, che possiamo considerare come grandi fiumi d’aria che attraversano l’atmosfera. Proprio come i fiumi, queste correnti producono anse e rientranze, cambiando quindi la direzione del vento. Se la rotta dell’aereo coincide con quella del fiume si ha il vento di coda (un po’ come avviene con una nave che sfrutta la corrente per discendere un corso d’acqua), ma se il fiume d’aria a un certo punto produce un’ansa mentre l’aereo prosegue dritto, quest’ultimo si troverà del vento laterale che lo renderà meno stabile.
    Esempi di correnti a getto (NOAA)
    Quando il vento “gira” rispetto alla direzione di volo, un’ala dell’aereo riceve una sollecitazione diversa rispetto all’altra e questo insieme ad altri fattori (per esempio ulteriori correnti) porta ai sobbalzi tipici delle turbolenze. La variazione può essere lieve e durare pochi istanti, oppure più forte e duratura al punto da rendere necessario un aggiustamento della rotta e della quota a cui sta volando l’aereo: portandolo di alcune centinaia di metri più in alto o in basso, il pilota può togliersi dalla corrente che stava causando la turbolenza. Raramente nel togliersi da una zona di turbolenza si può incontrare un’altra area interessata da correnti che possono destabilizzare l’assetto di volo, rendendo necessarie ulteriori manovre. Un’ipotesi è che qualcosa di simile sia avvenuto con il volo di Singapore Airlines.

    Le CAT non sono sempre semplici da prevedere, proprio perché si verificano quando le condizioni del cielo e in generale di volo sono buone, rispetto a un tratto di cielo interessato da una tempesta. Grazie a sistemi di previsione e simulazione dell’andamento delle correnti in tempo reale, agli strumenti di bordo e all’assistenza da terra, un aereo riesce comunque a prevenire molte turbolenze di questo tipo.
    Durante il volo si possono incontrare altri tipi di turbolenze, come quelle termiche, che a differenza delle CAT sono generalmente visibili anche a occhio nudo. Sono dovute alla risalita nell’atmosfera di aria calda proveniente dal suolo, che spostandosi porta alla formazione delle nubi che appaiono verticali e simili a una meringa, come i cumulonembi. Da queste nubi si possono formare temporali e correnti ascensionali caotiche, di conseguenza gli aerei provano a evitarle volandoci sopra oppure aggirandole, cambiando temporaneamente rotta. In alcuni casi un passaggio in parte di un cumulonembo non può essere evitato e a bordo si hanno generalmente scossoni più brevi, ma intensi, rispetto a quelli durante una CAT. È invece normale che gli aerei attraversino altri tipi di nubi come gli strati, le nuvole basse e uniformi come quelle che coprono il cielo in una tranquilla mattina di pioggia autunnale.
    Esempio di cumulonembo (Wikimedia)
    Le turbolenze meccaniche si verificano invece quando un aereo attraversa un’area in cui ci sono alcuni ostacoli fisici, che modificano le correnti d’aria. A bassa quota questi ostacoli possono essere alberi, piccoli rilievi collinari o gli edifici in prossimità di un aeroporto. A quote più alte queste turbolenze sono causate dalla presenza dei rilievi montuosi, che portano i venti che soffiano sui loro versanti a produrre dei vortici d’aria che possono raggiungere anche quote importanti. Queste correnti che cambiano frequentemente direzione possono rendere più turbolento il viaggio, anche in combinazione con le correnti termiche che si sviluppano con l’interazione delle masse d’aria più calde con quelle fredde in prossimità dei ghiacciai.
    Infine ci sono le turbolenze di scia che tipicamente si formano alle spalle di un aereo durante il suo movimento nell’aria, un po’ come avviene sull’acqua con la scia lasciata da una nave in movimento. Un aeroplano che si trova alle spalle di un altro aereo può intercettare questa scia e subirne gli effetti, soprattutto nelle fasi in cui è più probabile che ci siano più aerei lungo una stessa rotta, per esempio nelle fasi di avvicinamento all’aeroporto di destinazione. I controllori del traffico aereo tengono in considerazione le turbolenze di scia quando danno indicazioni sulla rotta e sulla quota che devono mantenere gli aerei, anche in base alle loro dimensioni (in genere più grandi sono più turbolenze di scia producono). Le turbolenze di questo tipo hanno comunque un’estensione limitata ed è sufficiente cambiare direzione o quota di poche decine di metri per non subirne gli effetti.
    Simulazione di una turbolenza di scia prodotta in volo da un Airbus A340 in assetto di atterraggio (Wikimedia)
    Talvolta è la combinazione di diversi tipi di turbolenza a causare gli scossoni che si sentono in aereo, anche se un tipo di turbolenza è di solito preponderante rispetto agli altri. Ciò non rende sempre prevedibili gli effetti sull’aereo del passaggio in un’area di turbolenza, che come abbiamo visto è comunque progettato per reggere sollecitazioni molto forti. Questo è uno dei motivi per cui viene consigliato ai passeggeri di tenere sempre le cinture di sicurezza allacciate, anche quando il segnale sopra al sedile non è attivo. I piloti lo accendono non appena sospettano un’imminente turbolenza, ma c’è poi il tempo fisiologico per ciascuno di accorgersi del segnale, trovare i due estremi della cintura e allacciarla, senza contare le persone che magari si sono addormentate e non si accorgono dell’avviso.
    Mantenere la cintura allacciata riduce il rischio di essere sbalzati dal sedile e battere la testa contro il sedile davanti, le cappelliere o altre parti dell’aereo. La maggior parte degli infortuni a bordo in caso di forti turbolenze si verifica proprio a causa di questi movimenti incontrollabili che possono essere limitati con le cinture. È inoltre importante non circolare nell’aereo quando il segnale di mantenere le cinture di sicurezza è attivo, rimandando la sessione di stretching e sgranchimento a un momento più propizio e meno turbolento. LEGGI TUTTO

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      in Scienza

      Lo spostamento del Polo Nord magnetico è un problema per gli aeroporti

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      Entro la fine di novembre la pista dell’aeroporto di Milano Linate cambierà designazione per riflettere lo spostamento del Polo Nord magnetico. Per le migliaia di passeggeri che utilizzano ogni giorno l’aeroporto più vicino alla città non cambierà nulla, mentre per i responsabili dello scalo saranno necessari alcuni litri di vernice per dipingere i nuovi numeri sulla pista, nuovi cartelli per la segnaletica, nuove mappe, manuali e indicazioni per i piloti e le compagnie aeree. È una procedura con cui deve prima o poi fare i conti buona parte degli aeroporti del mondo ed è dovuta al modo particolare in cui si modifica nel tempo il campo magnetico terrestre, con grandi conseguenze per l’intero settore dei trasporti.In un certo senso la Terra si comporta come un enorme magnete, o per meglio dire un “dipolo magnetico”, che secondo le teorie più condivise è dovuto alla struttura interna del nostro pianeta. Il nucleo interno, che si trova al centro della Terra, è solido, mentre il nucleo esterno è liquido. Entrambi questi strati sono formati per lo più da ferro e nickel e le loro interazioni generano un grande campo magnetico, che si estende ben oltre la superficie del nostro pianeta, proteggendolo dalle emissioni più dannose del Sole.Il nucleo esterno inizia a poco meno di 3mila chilometri di profondità e non può essere quindi osservato e studiato direttamente, ma l’analisi delle variazioni del campo magnetico e del modo in cui si propagano le onde sismiche tra i vari strati della Terra permettono di studiarne e ipotizzarne le caratteristiche. Sappiamo che i fenomeni che avvengono al suo interno rendono poco prevedibili i cambiamenti del campo magnetico terrestre nel corso del tempo. Di conseguenza, mentre il Polo Nord geografico è sempre lo stesso ed è il punto più a nord della Terra, quello magnetico verso il quale puntano le bussole cambia posizione e non coincide con il primo.Negli ultimi decenni, per esempio, il Polo Nord magnetico si è via via spostato dal Canada verso la Siberia (Russia) a una velocità non costante, arrivando a modificare la propria posizione anche di 60 chilometri in un anno. Visto che molti dei sistemi di orientamento che usiamo ogni giorno sono nella loro essenza delle bussole, è importante sapere come si modifica il campo magnetico terrestre. Per farlo si utilizza un modello matematico, l’International Geomagnetic Reference Field, con il quale si producono mappe che vengono aggiornate periodicamente in modo da avere punti di riferimento condivisi. Queste mappe e altri sistemi sono utilizzati per mettere in relazione l’orientamento reso possibile dal campo magnetico con quello dei sistemi di geolocalizzazione, come il GPS.Il campo magnetico in una mappa del 2015Per gli aeroporti le conseguenze di questi cambiamenti sono particolarmente sentite perché le loro piste sono denominate in base al modo in cui sono orientate rispetto al Polo Nord magnetico, cioè al punto verso cui si orienta l’ago della bussola. La pista di Linate, per esempio, attualmente è numerata 18 a una estremità e 36 all’altra (gli aeroplani possono utilizzarla in una delle due direzioni per atterrare o decollare). I due numeri indicano l’orientamento della pista rispetto al Polo Nord magnetico a seconda se questa viene presa da una parte o dall’altra. Il 36 indica che la pista è orientata esattamente verso Nord e si sta andando in quella direzione, mentre il 18 indica l’orientamento verso Sud procedendo dall’altra parte.Su una bussola il piano dell’orizzonte, cioè il piano su cui si trova l’osservatore, è rappresentato con un cerchio graduato suddiviso in 360 gradi. Il Nord coincide con 0° (o 360°, visto che facendo un giro completo si torna al punto di inizio) e ha al suo opposto il Sud che è quindi a 180°. I numeri sulle piste degli aeroporti riflettono questa impostazione, ma per praticità e chiarezza vengono mostrati dividendo per 10 i gradi del piano dell’orizzonte. Nel caso di Linate quel 18 deve essere quindi moltiplicato per 10: il prodotto risultante è 180 e indica 180° cioè il Sud; il 36 sta invece per 360° e indica il Nord.Non è infrequente che le piste degli aeroporti più vecchi venissero orientate sull’asse Nord-Sud per motivi pratici, ma ci sono moltissimi casi di piste con un orientamento diverso. Nel caso dell’aeroporto di Genova la pista ha i numeri 10 e 28: è quindi orientata 100° e 280° dal Nord (in senso orario). La pista di Roma Ciampino è 15/33, mentre quella di Catania è 08/26. Avendo ovviamente ogni pista due orientamenti opposti, le direzioni di percorrenza sono sempre a 180°: è quindi sufficiente sapere il numero su una delle due estremità per ottenere l’altro, aggiungendo semplicemente 18.Conoscere la denominazione della pista per chi pilota è importante per sapere se ha orientato correttamente l’aereo per puntare nella giusta direzione durante l’atterraggio. Oggi ci sono naturalmente molti altri dispositivi a bordo di un aereo per sapere di essere orientati correttamente e nella giusta traiettoria, ma le denominazioni sono comunque importanti come doppio controllo o nel caso ci siano malfunzionamenti e imprevisti a bordo.I piloti sanno comunque che i numeri sulle piste costituiscono un’indicazione di massima, visto che sono approssimati per difetto (da 0 a 4) e per eccesso (da 5 a 9). Per esempio: se una pista viene costruita con un orientamento a 183 gradi verso Nord il numero indicato sulla pista è 18, mentre se è a 187 gradi l’indicazione diventa 19. Ma come abbiamo visto nel corso del tempo il Polo Nord magnetico si sposta e di conseguenza un aeroporto può ritrovarsi con la pista orientata diversamente da come era stata costruita e con un’indicazione numerica che non rispecchia più l’effettivo orientamento rispetto al Polo Nord magnetico.In base alla loro posizione geografica, alcuni aeroporti sono più esposti di altri a questi cambiamenti e mettono in conto di dover prima o poi rivedere buona parte della loro segnaletica. È quello che è successo a Linate, che non può più continuare ad approssimare i numeri della pista come aveva fatto finora. Entro fine novembre la pista passerà quindi da 18/36 a 17/35 per riflettere il cambiamento di orientamento relativo al Polo Nord magnetico. Oltre ai due grandi numeri bianchi agli estremi della pista, l’aeroporto di Linate dovrà cambiare tutta la segnaletica orizzontale con le indicazioni per raggiungere o lasciare la pista, tutta la segnaletica verticale con i cartelli che indicano le direzioni, le mappe dell’aeroporto e le informazioni per la navigazione.Le modifiche riguardano la pista principale dell’aeroporto, quella lunga 2,4 chilometri, mentre la pista più piccola di circa 600 metri orientata allo stesso modo aveva cambiato denominazione già in passato e ora è utilizzata per lo più come area di parcheggio. LEGGI TUTTO

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      in Scienza

      I voli in aereo stanno diventando più turbolenti

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      A causa del cambiamento climatico le turbolenze in volo potranno essere più frequenti e intense, secondo alcune analisi basate su come si stanno modificando i fenomeni atmosferici. La maggiore frequenza di eventi estremi, come repentini cambi di temperatura e di intensità dei venti, influirà sulle rotte degli aerei di linea e potrà portare qualche disagio in più per i passeggeri, specialmente lungo alcuni percorsi molto trafficati come quelli tra l’Europa e gli Stati Uniti.Negli ultimi 40 anni, per esempio, la variazione improvvisa dei venti sopra l’oceano Atlantico settentrionale è aumentata del 15 per cento. Le correnti più instabili possono rendere meno confortevole la traversata anche a causa della difficoltà di prevedere alcuni tipi di turbolenze. Le perturbazioni sulla rotta possono essere previste grazie ai bollettini meteo, ai radar e agli altri sistemi a bordo degli aeroplani che ne indicano la presenza. Con le turbolenze è più difficile, in particolare per quelle che si verificano a “ciel sereno” (clear-air turbulence, o CAT) che non possono essere sempre identificate per tempo e nelle quali un aereo si può trovare improvvisamente mentre viaggia a 800 chilometri orari. La loro frequenza sembra essere in aumento ed è una delle cause degli scossoni che talvolta si hanno in volo.A inizio marzo un aeroplano di Lufthansa partito dal Texas (Stati Uniti) e diretto verso la Germania ha dovuto invertire la rotta e tornare verso l’aeroporto di partenza, dopo avere incontrato turbolenze molto intense in cui erano rimaste ferite sette persone. A fine 2022 un aereo partito da Phoenix (Arizona) e diretto a Honolulu (Isole Hawaii) era a una quota di circa 11mila metri quando ha attraversato una turbolenza, nonostante pochi istanti prima le condizioni meteo fossero tranquille con cielo sereno. Circa 25 persone erano rimaste ferite e per alcune si era reso necessario un controllo in ospedale dopo l’atterraggio.“The plane was chaos”: Matthew McConaughey and his wife Camila Alves McConaughey were onboard a Lufthansa flight that diverted to a Washington-area airport on its way from Texas to Germany, after hitting turbulence that hospitalized some passengers. pic.twitter.com/2QMcqItXnE— CBS Mornings (@CBSMornings) March 3, 2023Secondo i dati raccolti dal National Trasportation Safety Board statunitense, che si occupa della sicurezza in volo per l’aviazione civile, tra il 2009 e il 2022 più di 160 persone hanno subìto un grave infortunio a causa delle turbolenze. Tra le persone più a rischio ci sono solitamente gli assistenti di volo, che trascorrono buona parte del tempo a bordo in piedi, spesso trasportando oggetti e spingendo i carrelli con le bevande e i pasti per i passeggeri. I dati sono comunque parziali perché le compagnie aeree devono fornire informazioni solamente sui casi più gravi, di conseguenza è immaginabile che ci siano molti altri infortuni più lievi che non vengono tracciati.La variazione improvvisa del vento, sia in termini di direzione sia di intensità, è un fenomeno noto da tempo nella meteorologia aeronautica e viene tenuta sotto controllo soprattutto in prossimità degli aeroporti, visto che potrebbe causare problemi di sicurezza nelle procedure di atterraggio. È invece più complicato da tenere sotto controllo in volo, considerato che in condizioni di cielo sereno è più difficile da rilevare. Un aereo può trovarsi per esempio tra venti che soffiano a diversa velocità a seconda della quota, con dinamiche che influiscono sulla sua portanza e sulla possibilità di mantenere l’assetto.Isabel Smith, meteorologa dell’Università di Reading (Regno Unito) e studiosa delle turbolenze nel Nord Atlantico, ha spiegato che i gas serra rendono più difficile lo scambio di calore negli strati più alti dell’atmosfera. Il calore rimane più a lungo nella troposfera, lo strato più vicino al suolo, e viene ceduto più lentamente alla stratosfera, che costituisce lo strato successivo. La differenza di temperatura tra i due strati fa sì che si intensifichino alcune correnti atmosferiche, che a loro volta causano una maggiore instabilità e fanno aumentare i casi di turbolenze a ciel sereno.(Wikimedia)Fare previsioni sull’evoluzione del fenomeno non è semplice, ma secondo i modelli più condivisi le turbolenze di questo tipo potrebbero raddoppiare entro il 2050, con una maggiore incidenza di quelle gravi. Il fenomeno interesserà soprattutto il Nord Atlantico, dove passano alcune delle correnti atmosferiche più intense e importanti del nostro emisfero.Le cose potrebbero peggiorare nei prossimi decenni se non ridurremo drasticamente le emissioni di anidride carbonica nell’atmosfera, la principale causa dell’effetto serra, e se non svilupperemo soluzioni sostenibili per rimuovere una grande quantità di gas serra già immessi. Gli aeroplani sono piuttosto inquinanti e sono responsabili del 2-3 per cento delle emissioni di anidride carbonica (le stime variano molto a seconda dei parametri presi in considerazione). I nuovi aerei di linea consumano meno rispetto a un tempo, ma per ora il settore non ha alternative credibili per abbandonare in tempi rapidi l’impiego dei combustibili fossili.Oltre al cambiamento nelle correnti, l’aumento della temperatura media globale ha conseguenze su molti altri eventi atmosferici, che stanno diventando via via più estremi. In alcune aree del pianeta sono aumentate la frequenza e l’intensità delle precipitazioni, mentre in altre sono di più i periodi di siccità e le ondate di calore. Uragani e tifoni molto potenti sono aumentati e con loro la necessità di rivedere le rotte, rinviare le partenze o cancellare i voli. La maggiore instabilità riguarda anche le aree periferiche delle grandi perturbazioni, dove si rilevano più turbolenze rispetto a un tempo.Nel complesso secondo gli esperti le condizioni di viaggio per gli aerei di linea stanno diventando più incerte. I disagi come ritardi, cancellazioni, voli più lunghi e meno confortevoli potranno aumentare su specifiche rotte, ma in compenso tutto questo non andrà a scapito della sicurezza. Gli aeroplani impiegati oggi sono costruiti per resistere a grandi sollecitazioni, molto maggiori rispetto a quelle che si vivono di solito a bordo e che comprensibilmente inquietano alcuni passeggeri.Ci sono però alcuni ambiti in cui si può fare meglio, come spiegano alcuni esperti. In molti casi i piloti non ricevono una particolare formazione sul meteo oltre a quella di base prevista nelle prime fasi di addestramento. È raro che un pilota sia formato per utilizzare al meglio un radar di bordo per l’analisi delle condizioni meteo intorno all’aereo e spesso ci si affida alla buona volontà dei piloti e alla loro curiosità. Le tecnologie dei radar meteo si sono evolute rapidamente negli ultimi anni, ma senza che ci fossero iniziative per aggiornare gli equipaggi. I bollettini sulle tempeste potenzialmente lungo la rotta inviati da terra continuano a essere la principale fonte nella cabina di pilotaggio.Su Fortune, il pilota e istruttore Doug Moss ha detto che: «I sistemi radar per il meteo attualmente prodotti sono molto diversi da quelli che erano disponibili dieci o venti anni fa, e non c’è praticamente formazione su come utilizzarli. I piloti sono gente motivata e si cercano da soli le informazioni per studiarsele, ma le compagnie aeree non offrono certamente quel tipo di formazione». La necessità di una maggiore attenzione sulla preparazione dei piloti in questo ambito è discussa da tempo, ma è comunque importante ricordare che ogni pilota è formato per conoscere e sapere utilizzare ciò che è in cabina di pilotaggio.Per ridurre il rischio di incidenti a bordo, le compagnie aeree consigliano di mantenere sempre la cintura di sicurezza allacciata quando ci si trova al proprio posto, anche al di fuori delle fasi di decollo e di atterraggio, dove il loro impiego è obbligatorio. Una turbolenza inattesa porta l’aereo a perdere in pochi secondi decine (talvolta centinaia) di metri di quota, a inclinarsi o a spostarsi orizzontalmente di svariati metri. Le sollecitazioni sono tali da poter sbalzare i passeggeri dai loro sedili, far cadere gli oggetti sui tavolini o sui carrelli degli assistenti di volo, in alcuni casi comportando anche l’improvvisa apertura delle cappelliere. In queste circostanze la cintura allacciata può fare la differenza ed evitare un infortunio. LEGGI TUTTO