Wind shear la causa di molti incidenti aerei

Dopo l'incidente occorso a Fiumicino in questi giorni, si comincia a cercare di capire le probabili

causa che hanno portato l'aereo a precipitare al suolo! Una delle ipotesi piu' valide e' stato quello del 

Wind shear.

Per wind shear si intende una variazione repentina della velocità e/o della direzione del vento lungo l’asse orizzontale o verticale. L’atmosfera presenta quasi sempre ed ovunque un wind shear verticale “positivo” della velocità: salendo di quota il vento tende ad accelerare per mancanza di attrito con suolo ed ostacoli vari. La classificazione del windshear è basata principalmente sulla sua formazione:

1) wind shear orografico:, generato dall’interazione del vento con i rilievi

2) “dry air wind shear”, normalmente definita CAT ( clean air turbolence) dai piloti; correnti d’aria che procedono da direzioni diverse formano vortici e turbolenze nelle zone d’incontro

3) wind shear “termo convettivo”, generato dalle dinamiche interne alle nubi temporalesche o dal differente riscaldamento di superfici con temperature diverse ( esempio attiguità terra e mare ).

Nonostante il tipo “dry air” sia particolarmente insidioso in quanto difficilmente prevedibile anche a breve distanza, ci occuperemo qui in particolare delle tipologie “termo convettivo” ed “orografico”, fenomeni probabilmente occorse nell’incidente in questione. 

IL TERMOCONVETTIVO: Durante i processi di formazione e mantenimento di una cella temporalesca intensa, come quella in azione sullo scalo palermitano, si ha l’innalzamento verso l’alto di immense masse di vapore ed aria calda proveniente dai bassi strati atmosferici. La successiva condensazione permette il raffreddamento della massa d’ara che, divenuta più fredda dell’ambiente circostante, precipita velocemente verso l’alto da quote normalmente superiori a 6-7 km. L’accelerazione di gravità la spinge verso terra, esattamente come un sasso affonda nell’acqua. Si formano così delle intense correnti discendenti, chiamate downdraft dai meteorologi in costante accelerazione verso il suolo. Una volta raggiunto il terreno le correnti fredde letteralmente si aprono a “fiore”, propagandosi in direzione orizzontalmente secondo una dinamica altamente turbinosa. L’interazione di questo flusso orizzontale con gli altri venti del temporale e gli ostacoli orografici ( colline, palazzi, boschi ) sviluppa ancora rotori larghi da decine di metri a centinaia di metri che possono propagarsi anche per molti kilometri al di fuori della cella temporalesca. Questa zona turbolenta, assai pericolosa per il volo, costituisce il gust front di un temporale in italiano tradotta con "fronte delle raffiche". L’attraversamento di quest’area per gli aeroplani rappresenta il momento di massimo pericolo: sono infatti da attendersi forti variazioni della velocità e della direzione del vento, anche nell’arco di pochissimo secondi. Pensate che, all’atto dell’impatto con il suolo, queste correnti orizzontali possono raggiungere velocità prossime ai 210km/h, persistendo ( seppur in movimento ) per oltre 10 minuti.

L’OROGRAFICO: Il wind shear orografico, come detto, prende origine dall’interazione improvvisa tra un flusso d’aria ed un ostacolo interposto lungo il suo cammino. Lo studio dell’idraulica ci insegna che in queste situazioni si formano vortici di diametro e velocità radiale variabili in funzione della velocità della corrente e della dimensione/forma dell’ostacolo. Come ben visibile nella mappa qui sotto l’aeroporto di Punta Raisi si trova in una posizione assolutamente favorevole all’insorgenza di windshear orografico in quanto coperto a sud, sud est ed est da rilievi montani. Il flusso d’aria in entrata da quella direzione investe quindi ( trasversalmente! ) la pista dopo aver assunto un carattere turbolento nel passaggio sopra i monti. Anche la vicinanza al mare, con il veloce cambio delle temperature favorisce la vorticosità del regime di brezza in sede aeroportuale, a tutto discapito del comfort ( e della sicurezza del volo ).

Qualunque ne sia l’origine il wind shear del vento, sia in velocità che direzione, esso altera profondamente le capacità dinamiche del veicolo, in particolare “sporcando” il flusso d’aria dall’ala ed operando forze di spinta diretta, spesso anche verso il basso (!) contro le parti esposte. E’ chiaro che le fasi più rischiose risultano proprio quella di decollo ed atterraggio, quando l’aerodinamica del veicolo, orientata alla ricerca della massima portanza, risente maggiormente dell’applicazione di campi di vento diversi dal normale flusso frontale. Allo stesso tempo la quota di volo particolarmente modesta riduce sensibilmente i margini di recupero per i piloti in caso di problemi seri.

CONCLUSIONI:

Il volo per Palermo punta Raisi si è trovato a volare in mezzo a una situazione atmosferica difficile, un violento sistema multicellulare con temporali di tipo MCS all’interno. il bollettino sinottico riporta 117 mm caduti nella giornata del 24 valori eccezionali ma non così rari per questa stagione presso lo scalo palermitano. Alla ridotta ( ma non inesistente! ) visibilità si è sommata l’atmosfera estremamente turbinosa dovuta al prolungarsi dell’attività temporalesca nei pressi della pista di atterraggio. E’ dunque plausibile che uno o più di questi vortici o correnti d’aria discendenti abbia colpito il veicolo nel momento di approccio al suolo obbligando il pilota ad un atterraggio disordinato, conclusosi malamente .

LA PREVISIONE:

Cosa si può fare per prevedere il windshear? Essendo di per se un fenomeno localizzato e non così frequente la sua previsione è estremamente complessa. L’approccio migliore è quello “preventivo”, ovvero costruire piste ed aeroporti in zone ortograficamente non favorevoli alla sua insorgenza ( per esempio lontane da colline, montagne o la linea di costa ). Ma anche questo, come spiegato, potrebbe non bastare in occasione del passaggio di forti temporali. Sistemi automatizzati di diagnosi e previsione sono operativi o in sperimentazioni in svariati aeroporti del mondo, per esempio quello di Hong Kong. Una prima fase di studio consiste nell’utilizzo di modelli meteorologici ad alta risoluzione per la creazione di un archivio climatologico dei venti sui dintorni delle piste. Identificate le configurazioni principali si passa alla creazione di una sofisticata rete mista di stazioni e strumentazione SODAR/LIDAR ( profilatori verticali dell’atmosfera ). Il “trucco” adesso è questo: si deve integrare in un sistema informatico sofisticato la raccolta e l’analisi tutti i dati di direzione e velocità del vento provenienti dalle centraline poste in tutti gli angoli dell’aerostazione. L’analisi in tempo reale delle differenze di velocità e direzione del campo di vento ( in particolare forti variazioni su corte distanze) consente una discreta stima della presenza istantanea o del rischio futuro immediato della formazione del windshear.