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Meteorología para aviadores navales
Curso 2006
Prof.: Dr. Gustavo V. Necco
Escuela de Aviación Naval ESANA
Temas
especiales
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.
altura
altura
T(z)
2 horas
ANTES de
la puesta
del sol
T(z)
suelo
2 horas
DESPUES
de la
puesta del
sol
suelo
temperatura
temperatura
Se establece una inversión térmica en las capas más bajas, que tiene un rol
muy importante en la evolución de varios fenómenos meteorológicos.
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.
altura
T(z)
tope
cortante de viento
de la inversión
temperatura
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
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
mar
2 horas
ANTES de
la puesta
del sol
mar
en la
puesta del
sol
mar
2 horas
DESPUES de
la puesta del
sol
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.
Las brisas
Brisa de montaña
El mismo fenómeno aparece en montaña, quizás algo más complejo.
15 horas
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.
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.
ANTES de la niebla
COMIENZO de la niebla baja y delgada
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.
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 nubes
Evolución 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
niebla
en la puesta del sol
2 horas DESPUES de la
puesta del sol
Las nubes
Evolución 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.
2 horas ANTES de la
puesta del sol
en la puesta del sol
2 horas DESPUES 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 nubes
Evolución 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.
2 horas ANTES de la
puesta del sol
Antes de medianoche
Después de medianoche
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.
Las nubes
Evolución 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 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
N. Rayner, UKMO, 2004.
Desviación mensual
suavizada
Desviación mensual
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.
Impactos de la aviación en la atmósfera
Destrucción de
ozono
Estratosfera
Tropopausa
Troposfera
- Gases
CO2
H2O
NOX
SOX
- Partículas
Sulfuros
Hollín
Producción de
ozono
Estelas de
condensación
Formación de
nubes
Cambio
climático
UV-B en
superficie
Emisiones
directas
hollín
Reacciones químicas
Microfísica
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 (DTs) y en el ascenso global del nivel medio
del mar (Dmsl)
Distribución geográfica del combustible consumido por la aviación civil (mayo 1992)
Estelas de
condensación
Estelas de condensación sobre Europa central el 4 de mayo 1995 09:43 UTC basadas
en datos AVHRR del NOAA-12
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
Estelas de condensación
Ozono
Anhidrido carbónico
Metano
Latitud
Desequilibrio radiativo (W m-2) medio zonal y anual en la tropopausa en
función de la latitud como resultado del tráfico aéreo en 1992.