Wind Shear

Il sistema di gestione del traffico aereo (ed aeroportuale) deve mettere gli aeromobili in condizioni di procedere nei tempi stabiliti ed in elevatissima sicurezza su una traiettoria (rotta) controllabile con precisione, definita tra il suo punto di partenza e la destinazione prevista. Una particolare attenzione va rivolta ai disturbi atmosferici, fenomeni da considerarsi casuali sia nella forma che nella comparsa, e quindi difficilmente prevedibili per poter essere effettivamente contrastabili. Un’accurata conoscenza delle condizioni meteorologiche che un velivolo può incontrare nel suo volo, ed in particolare in corrispondenza delle zone aeroportuali, rappresenta quindi un utile ausilio alla navigazione aerea ed un indispensabile contributo alla sicurezza nelle manovre di decollo ed atterraggio, che sono le due fasi più delicate e maggiormente predisposte a possibili pericoli di origine atmosferica. Una forma di disturbo atmosferico che è particolarmente pericolosa e che è stata causa di un numero considerevole di incidenti (alcuni dei quali, soprattutto negli anni passati, classificati in maniera inesatta come dovuti ad errori del pilota) è il WIND SHEAR, sia per le difficoltà insite nella sua previsione, sia per le caratteristiche di repentinità e sia, infine, per la capacità di manifestarsi anche in aria chiara, vale a dire senza essere associato a pioggia, nubi o altri segni visibili

In termini semplici, esso può essere definito come una variazione del vettore velocità del vento in intensità e direzione in uno spazio o in un intervallo di tempo molto breve. Tale evento presenta la sua massima pericolosità nell’ambito della sicurezza del volo quando si verifica a quote basse e pertanto quando interessa il sentiero di salita o discesa del velivolo. Risulta quindi di fondamentale importanza riuscire a rilevare e prevedere in qualche modo tale fenomeno, onde fornire ai piloti tutte le informazioni utili ad una condotta del volo sicura e spedita. Sono state svolte nel corso degli anni (a partire da fine anni ’60) numerose indagini al fine di poter classificare quali e quanti incidenti aerei potessero essere attribuibili a fenomeni di wind shear o comunque più in generale imputabili a fenomeni atmosferici di varia natura. I dati attualmente a disposizione sono prevalentemente relativi a casistiche U.S.A. anche perché lo studio sugli effetti e la pericolosità del wind shear a bassa quota ha avuto uno sviluppo notevole in ambito americano già da diversi anni. Il motivo di ciò è da attribuire al fatto che la climatologia americana presenta differenze significative rispetto a quella europea e, come vedremo, alcuni fenomeni che rappresentano le cause principali di wind shear negli U.S.A. (e che sono stati causa certa di un buon numero di incidenti) sono invece molto rari per quanto riguarda il contesto europeo; da qui la sempre più evidente esigenza di mettere a punto sistemi e tecnologie per un controllo più adeguato ed efficace del wind shear a bassa quota, concentrando esplicitamente l’attenzione su quei fenomeni che con maggiore probabilità possono generarlo nel nostro continente, ed in particolare qui in Italia.

Facendo comunque riferimento a risultati relativi agli studi effettuati in U.S.A., la FAA (Federal Aviation Administration) ha identificato nel wind shear a bassa quota uno dei fattori determinanti di almeno 30 incidenti aerei dal 1964 al 1995, i quali hanno comportato un numero significativo di vittime e feriti. In particolare 3 di queste sciagure hanno da sole provocato circa 500 vittime ed oltre 200 feriti. Questi dati sono senza dubbio sufficienti a testimoniare la pericolosità di questo fenomeno e la necessità di poter disporre di strumenti adeguati che permettano ai piloti ed agli addetti alla sicurezza aerea di poterlo prevedere con sufficiente anticipo per poter gestire nel miglior modo possibile le procedure di volo nel momento in cui esso si manifesta.

Due tipi particolari di wind shear sono di interesse nell’ambito delle nostre indagini: le microraffiche (o microbursts/macrobursts) e il wind shear orografico.

Il termine microburst, secondo la caratterizzazione di Fujita introdotta nel 1976, descrive una raffica discendente di velocità maggiore di 12 ft/s ad una altitudine di circa 300 m dalla superficie terrestre con una estensione di almeno 0.5 miglia, dunque abbastanza grande da avere effetti sensibili sugli aeromobili nelle zone circostanti. Nel corso degli ultimi anni una microburst è stata definita in maniera più restringente come una raffica discendente avente una velocità differenziale di almeno 10 m/s su distanze minore di 4 Km, e dunque con uno shear di 0.0025  (unità di misura utilizzata per definire le soglie di allarme del wind shear).

Aree di indagine

  • Modellizzazione di diversi fenomeni di wind shear (microburst, macroburst, vortici orografici, brezze di terra e di mare…)
  • Analisi delle prestazioni e dei limiti di una rete di anemometri posta lungo una pista di atterraggio
  • Rivelabilità del wind shear con radar primario
  • Possibilità e limiti nell’uso di un radar per il controllo del traffico aereo, l’ATCR-33 S, per la rivelazione del wind shear
  • Possibilità e limiti nell’uso di un radar meteo in banda C, il METEOR 500 C, per la rivelazione del wind shear
  • Possibile configurazione per aeroporti nazionali (Palermo, Genova, Roma Fiumicino…) di un sistema costituito da una rete di anemometri, un radar ATC e un radar METEO