Conceptos básicos de meteorología aeronáutica PDF

42/70 b. En una expansión adiabática, denominada así porque el enfriamiento se produce sin que haya apenas intercambio de calor entre la masa de aire y el aire circundante. Este enfriamiento sucede en casos como: Expansión en una columna de aire ascendente (enfriamiento convectivo). Ascenso forzado...

42/70 b. En una expansión adiabática, denominada así porque el enfriamiento se produce sin que haya apenas intercambio de calor entre la masa de aire y el aire circundante. Este enfriamiento sucede en casos como: Expansión en una columna de aire ascendente (enfriamiento convectivo). Ascenso forzado del aire en una ladera. Convergencia del aire en superficie originando un ascenso del mismo (enfriamiento frontal). Turbulencia del aire en las capas bajas, que transporte calor y humedad a niveles distantes del suelo. 8.1.2 Clasificación de las nubes. Las nubes pueden clasificarse de diferentes maneras en función del criterio establecido. La mayor parte de las nubes se encuentran en un rango de altitudes que varían entre el nivel del mar y el nivel de la tropopausa (0 Km - 13 Km en latitudes medias). Por convención, esta parte de la atmósfera en la que se encuentran las nubes ha sido dividida en tres pisos: alto, medio y bajo. Región polar Región templada Región tropical 3 Km-8AKm 5 Km-13 Km 6 Km-18 Km A - 25000 ft 10000 ft 2-4 Kml 6500 ftt - 13000 ft 0 km-2B oKm 0 ft- 6500 a ft 16500 ft - 45000 ft 20000 ft - 60000 ft 2- 7 Km 6500 ft - 23000 ft 0 km- 2 Km 0 ft- 6500 ft 2- 8 Km 6500 ft - 25000 ft 0 km- 2 Km 0 ft- 6500 ft Pisos bajo, medio j y alto en las regiones tropical, templada y polar. Fuente: Compendio de apuntes para la formación o del personal meteorológico de la clase IV (B.J. Retallack) Por su parte, las nubes se clasifican, en función del piso en el que se encuentren, en cuatro tipos de familias: bajas, medias, altas y de desarrollo vertical. En el Volumen I del Atlas Internacional de Nubes, publicado por la Organización Meteorológica Mundial (OMM-Nº407, 1993), las nubes se clasifican en 10 géneros en función de su forma y características. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 43/70 Familias Géneros (Símbolos) Base Media (m) Tope medio (m) Cirros (Ci) Nubes altas Cirrostratos (Cs) 6.000 12.000 2.500 6.000 Estratos (St) 150 - 600 750 Estratocúmulos (Sc) 600 - 1.500 2.400 300 - 2.400 6.000 600 - 2.400 12.000 Cirrocúmulos (Cc) Altocúmulos (Ac) Nubes medias Nimbostratos (Ns) 5 Altoestratos (As) Nubes bajas Nubes de desarrollo Cúmulos (Cu) (2) vertical Cumulonimbos (Cb)6 Principales géneros de nubes, con la altura de sus bases y topes. La clasificación de las nubes en función de la familia y el género es la que aparece en la imagen. Cada uno de estos géneros se puede subdividir en especies en función de las peculiaridades y la estructura interna de la nube, y variedades, según las disposiciones de los elementos macroscópicos y el mayor o menor grado de transparencia. Géneros de nubes y su aspecto. 5 La base de los Ns puede llegar hasta la superficie terrestre y considerarse nube baja. 6 La extensión vertical de los Cu y Cb es tan grande que puede alcanzar el piso medio y alto. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 44/70 Altas Están formadas por cristales de hielo Cirros (i) Se componen de largos, finos y etéreos filamentos blancos y delicados formados por cristales de hielo. A esas altitudes los vientos son muy fuertes y alargan los filamentos. Los cirros son normalmente blancos y, en ocasiones, indican la aproximación de una perturbación. Cirrostratos (Cs) Velo nuboso, transparente y blanquecino, de aspecto fibroso (como cabellos) que cubre total o parcialmente el cielo. El Sol o la Luna pueden brillar atravesándolo, produciendo halos. Estos halos se forman por la refracción y reflexión de la luz en los cristales de hielo que componen la nube Cirrocúmulos (Cc) Banco, manto o capa delgada de nubes generalmente blancas sin sombras, compuesta por elementos muy pequeños en forma de granos, rizos, grumos, ondulaciones, etc., unidos o separados y distribuidos con mayor o menor regularidad Medias Están formadas por gotas de aguas, muchas de las cuales están superenfriadas o en subfusión, a veces también por cristales de hielo. Altocúmulos (Ac) Banco, capa delgada o capa de nubes blancas o grises, o a la vez blancas y grises, que tienen sombras compuestas por losetas, masas redondeadas, rodillos, etc., las cuales son a veces parcialmente fibrosas o difusas y que pueden estar unidas o no. Si se ven en una mañana húmeda y templada, indican que por la tarde pueden aparecer tormentas. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 45/70 Nimbostratos (Ns) Capa nubosa gris con la base rasgada y con un aspecto velado por la precipitación de lluvia o nieve que cae más o menos continuadamente desde ella. Frecuentemente aparecen nubes debajo de ella. El espesor de esta capa es suficiente para ocultar completamente el sol. Pueden llegar a extenderse hasta la superficie terrestre y por tanto considerarse nubes bajas con lluvia. Se incluyen dentro del grupo de nubes medias, aunque en ocasiones pueden alcanzar el nivel bajo y alto. Altoestratos (As) Manto o capa nubosa que habitualmente cubre el cielo completamente y tiene un color gris o azul grisáceo. Tiene partes suficientemente delgadas que permiten distinguir vagamente el Sol, como a través de un vidrio deslustrado. Los altoestratos, a diferencia de los Cirrostratos, no producen halos. Bajas Están formadas, generalmente, solo por gotas de agua líquida Estratos (St) Estratocúmulos (Sc) Capa nubosa generalmente gris que suelen cubrir todo el cielo. Los estratos normalmente parecen niebla que no llega al suelo. Nubes en forma de anco, manto o capa, grumosas y grises o blanquecinas, a veces presentan ambos colores. Suelen formar hileras con trozos de cielo azul visible entre ellas. Pueden llegar a alcanzar los tres pisos, presentando una combinación de partículas características de las nubes altas, medias y bajas. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 46/70 De Cúmulos desarrollo vertical (Cu) Nubes aisladas, densas y blancas. Parecen enormes bolas de algodón flotando con bordes bien definidos, la base plana y relativamente oscura y las zonas más altas con forma de coliflor. Cumulonimbos (Cb) Nube densa y potente, con una dimensión vertical considerable, en forma de montaña o enormes torres. Dan lugar a precipitaciones como tormenta o chubascos. Puede crecer hasta alturas que lleguen a la tropopausa, donde comienza un estrato estable que impide la flotabilidad, llegando a crecer algo más allá si las corrientes convectivas son muy fuertes. La base es oscura y pueden aparecer nubes desgarradas. 8.1.3 Nubosidad y techo de nubes. Una descripción completa de la nubosidad incluye la altura, la cantidad de cielo cubierto y los tipos de nubes presentes en cada una de las diferentes capas de nubes que se observen. Para estimar la nubosidad, el cielo se divide en ocho partes y se cuenta el número de partes que cada capa de nubes cubre, desde la más baja a la más alta. Cada una de estas ocho partes se llama octa. Las abreviaturas OACI utilizadas en los mensajes aeronáuticos para proporcionar el nivel de nubosidad, son las siguientes: OVC: cielo cubierto. BKN: nuboso (de 5 a 7 octas de cielo cubierto). SCT: nubosidad dispersa (de 3 a 4 octas de cielo cubierto. FEW: algunas nubes (de 1 a 2 octas de cielo cubierto). NSC: Sin nubes de importancia para las operaciones. CAVOK: Sin nubes, sin fenómenos significativos y con visibilidad mayor que 10 kilómetros. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 47/70 Se denomina techo de nubes a la altura sobre el suelo (tierra o agua) a la que se encuentra la base de la capa de nubes más baja, siempre que ésta cubra más de la mitad del cielo (BKN/OVC) y se halle a una altura inferior a 20.000 ft (6.000 m). Se denomina nube de importancia para las operaciones a la nube en la que la altura de la base es inferior al valor más elevado entre 1.500 m (5.000 ft) y la altitud mínima de sector más alta, o una nube cumulonimbo o cúmulo de desarrollo vertical a cualquier altura. 8.2. Visibilidad. Según Anexo 3 OACI, en sentido aeronáutico se entiende por visibilidad horizontal al valor más elevado entre los siguientes: La distancia máxima a la que pueda verse y reconocerse un objeto de color negro de dimensiones convenientes, situado cerca del suelo, al ser observado ante un fondo brillante. Este valor está representado por el alcance óptico meteorológico (MOR, Meteorological Optical Range). Generalmente, la visibilidad se determina de esta manera durante el día. La distancia máxima a la que puedan verse e identificarse las luces de aproximadamente 1.000 candelas ante un fondo no iluminado. Esta distancia puede variar con la iluminación del fondo. Generalmente, la visibilidad se determina de esta manera durante la noche. Por otro lado, la visibilidad vertical es la visibilidad máxima a la cual se puede ver un globo que asciende. Aeronáuticamente es la distancia vertical a partir de la cual el piloto tiene visión de la pista. La visibilidad oblicua es la distancia desde la cual un piloto, mirando a lo largo de la senda de planeo, puede ver la pista. Cuando un piloto realiza una aproximación, es la distancia desde la cual ve las ayudas para el aterrizaje del umbral de la pista. Como el segmento correspondiente a la distancia entre el avión y un objeto situado en superficie es normalmente superior a la de la correspondiente proyección horizontal y vertical de ese segmento, normalmente la visibilidad oblicua es inferior a la vertical y a la horizontal. En relación con la visibilidad oblicua, en aeronáutica se utiliza el alcance visual en pista, RVR (Runway Visual Range) que se define como la distancia hasta la cual el piloto de una aeronave que se encuentra sobre el eje de una pista puede ver las señales de superficie de la pista o las luces que la delimitan o que señalan su eje © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 48/70 Representación gráfica de la visibilidad oblicua. La visibilidad es un parámetro de importancia esencial en las operaciones de vuelo. Aunque las nuevas tecnologías permiten operar con visibilidades bajas, es muy importante proporcionar un valor de la visibilidad lo más ajustada posible. La visibilidad se mide normalmente en metros. Su estimación puede variar según las condiciones en las que se realiza, y según la dirección. Los principales factores que influyen en ella son la humedad relativa, la posición del sol y la dirección en la que sopla el viento. Otros factores que también influyen en la estimación de la visibilidad son el tamaño y color del objeto, la iluminación (artificial, del sol o de la luna), la agudeza visual del observador y la posición desde la que se estima la visibilidad. Luces que señalan el eje de una pista. En los informes meteorológicos aeronáuticos METAR/SPECI, se cifra la denominada visibilidad reinante, que es el valor máximo de la visibilidad, observado de conformidad con la definición de visibilidad en sentido aeronáutico, al que se llega dentro de un círculo que cubre por lo menos la mitad del horizonte o por lo menos la mitad de la superficie del aeródromo de forma continua o © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 49/70 discontinua. Cuando la visibilidad fluctúe rápidamente y no pueda determinarse la predominante, se cifra la visibilidad mínima. En el apartado 8.1 se detallará el impacto que las situaciones de baja visibilidad pueden producir en las operaciones aéreas. 8.3. Precipitación. Se denomina precipitación al conjunto de partículas líquidas o sólidas que, procedentes de las nubes, alcanzan el suelo. Para que se produzca precipitación es necesario que las gotas de agua o cristales de hielo adquieran un tamaño adecuado para que venzan las corrientes ascendentes y caigan libremente por efecto de la gravedad. Según sea la altura a la que ha comenzado la caída y la distribución de temperaturas del aire por donde pasa en su descenso, la precipitación será de agua, nieve, aguanieve, lluvia helada (gotas que se congelan en el momento del contacto) o granizo. TIPO NUBE TIPO PRECIPITACIÓN De desarrollo vertical: Cumulonimbos (Cb) y Precipitaciones, intensas y en forma de chubasco, ocasionalmente Cúmulos (Cu), cuando el frecuentemente en forma de tormenta. desarrollo vertical es de gran extensión. Nubes estratiformes, sobre todo Altoestratos Precipitaciones de carácter continuado e intensidad (As) y Nimbostratos (Ns). moderada. Altoestratos. Precipitaciones débiles o moderadas y continuas. 8.3.1 Tipos de precipitación Chubascos: Tipo de precipitación que se inicia y cesa bruscamente, es relativamente intensa y de no mucha duración. Los chubascos pueden ser de agua, de nieve o de agua y nieve mezcladas. Las gotas son relativamente grandes comparadas con las observadas en otro tipo de precipitación, y proceden de nubes convectivas. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 50/70 Precipitaciones intermitentes: No son necesariamente continuas en la superficie terrestre, aunque las nubes que las originan forman un manto más o menos continuo. Además, el principio y final de los períodos de precipitación no son normalmente bruscos, como en los chubascos. Dado que este tipo de precipitación no está asociado normalmente a nubosidad de tipo convectivo, la observación del tipo de precipitación permite inducir el tipo de nubosidad que la produce. En ocasiones, especialmente cuando la humedad relativa es baja y/o la temperatura elevada, las precipitaciones se evaporan antes de llegar al suelo creando estructuras filamentosas bajo la nube denominadas virgas. Las precipitaciones afectan a las operaciones: o En vuelo, reduciendo la visibilidad (según la intensidad de la precipitación acontecida). o Generando cizalladura vertical y horizontal debido a las corrientes de aire verticales originadas por la caída de las gotas. o Por engelamiento, adhiriendo hielo en el avión en caso de que las temperaturas sean inferiores a 0ºC. o En el aterrizaje, ya que disminuyen la eficacia de frenado y pueden producir aquaplanning si existen charcos de agua o placas hielo en la pista. En relación a lo segundo, para evitar la formación de hielo en las pistas después de una nevada se considera necesario limpiarlas ya que, si las temperaturas descienden por debajo de 0ºC y no se limpian, se forma hielo. o En el rodaje, ya que, si existen placas de hielo o depósitos de nieve en las calles de rodadura, disminuye la velocidad de la aeronave y aumentan los tiempos de ocupación de los viales y de la pista. 8.4. Viento. El viento es el flujo de aire en la atmósfera. El movimiento del aire es originado principalmente por la fuerza que resulta de la diferencia o gradiente de presión que existe entre dos masas de aire, siendo proporcional a éste. Sin embargo, el movimiento del aire también resulta influenciado por otras fuerzas como son las de la rotación de la tierra (fuerza de Coriolis), la fuerza centrífuga y el rozamiento con la superficie terrestre (fuerza de rozamiento). © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 51/70 El viento es un vector que consta de dos magnitudes llamadas intensidad y dirección, y se expresa por su velocidad. La intensidad se expresa en millas/hora (nudos) que es la medida aeronáutica estándar, pero también en metros/segundo o en kilómetros/hora en otros contextos. La dirección, por su parte, se expresa en relación a su procedencia y en grados sexagesimales. Para ello se toma como 0º el norte verdadero (norte geográfico) y se mide en el sentido de giro de las agujas del reloj el ángulo formado entre la dirección de donde procede el viento y el norte geográfico. Uno de los fenómenos meteorológicos más críticos en las maniobras de aterrizaje y despegue en pista es el viento. Los aviones deben realizar las operaciones de aterrizaje y despegue en contra del viento. Sin embargo, es posible realizar estas operaciones con ligero viento en cola. El valor máximo admisible de componente de viento en cola depende del tipo de avión y de la longitud de la pista. La componente transversal del viento a la pista limita la posibilidad de realizar el aterrizaje o despegue con seguridad. El límite máximo de componente transversal que toleran las aeronaves varía entre 15 y 35 kt, y depende del tipo de aeronave y de las condiciones de la pista. Aeronaves en pista preparándose para el despegue. 8.4.1 Vientos locales: brisas. Son vientos a escala local que soplan de día del mar hacia tierra (brisa de mar) y durante la noche al revés (brisa de tierra). La causa principal de este movimiento de aire es el diferente calentamiento de la superficie del mar y de la tierra causado por la radiación solar. Esta diferencia en el calentamiento es debida a la diferencia de calores específicos de la tierra y del mar. Durante el día, la tierra se calienta más que el mar; por tanto, la columna de aire que está encima de la tierra se dilata y tiende a elevarse. En consecuencia, la presión en tierra será menor que la presión a la misma altura en el mar. Al haber una diferencia de presión, se produce un desplazamiento de © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 52/70 aire en superficie de mar a tierra, donde la presión es menor. Este desplazamiento se denomina brisa de mar. Por otro lado, al ascender y enfriarse el aire, éste se expande hacia el mar, cerrando el circuito. Durante la noche sucede lo contrario; la tierra se enfriará más rápidamente que el mar, produciéndose un área de alta presión sobre la tierra y otra de baja presión al mismo nivel sobre el mar. Esta diferencia de presión produce un desplazamiento de aire de la tierra al mar, que es lo que se denomina brisa de tierra. Circulación de la brisa de mar y la brisa de tierra. En ausencia de vientos no locales, las brisas son predominantes en zonas de costa y siguen un ciclo diario idéntico y repetitivo y, por tanto, predecible, Esto sígnica que los aeropuertos situados cerca de zonas costeras pueden adaptar los ejes de sus pistas y sus configuraciones fácilmente siguiendo el patrón de brisas en el área en la que se sitúan. 8.4.2 Vientos locales: Efecto Foehn. Es un fenómeno meteorológico que se produce en el lado de sotavento de una cadena montañosa. Se caracteriza por el aumento de temperatura y disminución de la humedad relativa del aire que se produce en un punto de ese lado, en relación con un punto a la misma altura en el lado de barlovento. Una masa de aire asciende por una zona montañosa en el lado de barlovento. Este ascenso, y por tanto enfriamiento, se supone adiabático (sin intercambio de calor con la atmósfera circundante). Esta masa de aire, si contiene suficiente cantidad de vapor de agua, puede condensarse al llegar a una cierta altura, formar nubes y originar precipitación en forma de agua o nieve, perdiendo así parte de su humedad y ascendiendo según el gradiente adiabático saturado, que es menor que el seco. Posteriormente, desciende por la ladera opuesta calentándose por compresión adiabática, según el © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 53/70 gradiente adiabático seco. Por su más rápido recalentamiento en la ladera de sotavento, la temperatura de este aire seco al llegar al valle tras el ascenso será significativamente superior a la que tenía inicialmente cuando ascendía la cadena montañosa desde la misma altitud. Este fenómeno de recalentamiento y resecamiento es el que se conoce como efecto Foehn. Descripción gráfica del efecto Foehn. 9. Fenómenos meteorológicos peligrosos para el vuelo. 9.1. Visibilidad reducida. En el apartado 7.2 se introdujo el concepto físico de la visibilidad. Hay que tener en cuenta que la visibilidad que percibe el piloto desde el aire no es la misma que la medida en el suelo, ya que pueden darse fenómenos meteorológicos locales como la niebla que afectan a la visibilidad en superficie. Puede ocurrir que, al iniciar una maniobra de aproximación, el piloto tenga buena visibilidad y que, después, pase a una situación de mala visibilidad por encontrarse con una densa niebla en la pista. Pista en condiciones normales y de visibilidad reducida. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 54/70 Cuando la visibilidad es inferior a 1.500 m, se debe cifrar el alcance visual en pista (Runway Visual Range, RVR). Como se vio anteriormente, este parámetro mide la distancia hasta la cual el piloto de una aeronave que se encuentra a 5 m de altura sobre el eje de una pista puede ver las señales de superficie de la pista o las luces que la delimitan o que señalan su eje. En los informes meteorológicos se corresponde con el valor promedio de los 10 minutos anteriores a la hora de observación. Este parámetro se obtiene de transmisómetros (o visibilímetros) que se colocan a una altura de 2,5 m sobre el suelo, separados unos 100 metros del eje de la pista en la zona de toma de contacto del avión. La visibilidad en superficie se ve afectada por diversos fenómenos meteorológicos. Algunos de ellos son: Nieblas,neblinas,. Ventiscas. Calimas (partículas de polvo en suspensión) o Contaminación del aire y/o humo. Smog. Torbellinos de polvo o arena. Nubes bajas. Precipitaciones intensas (lluvia, llovizna, nieve y/o granizo). En el caso de que en el aeródromo se dé reducción de visibilidad por niebla o neblina, o por partículas de contaminación o de humo, la estabilidad de la atmósfera es un factor muy importante a tener en cuenta para valorar el tiempo que puede prolongarse dicha reducción de visibilidad. La inestabilidad favorece la aparición de chubascos o corrientes de aire verticales que arrastran polvo y arena, mientras que la estabilidad asociada, por ejemplo, a una inversión térmica, puede dificultar la disipación de un estrato de niebla. Entre todos los factores mencionados, el que normalmente influye más en la reducción de la visibilidad es la niebla. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 55/70 9.1.1 Nieblas y neblinas. La formación de la niebla es consecuencia de la condensación del vapor de agua que puede producirse por efecto del enfriamiento o por la adición de vapor de agua. Se define la niebla como una nube estratiforme en contacto con el suelo o a muy poca altura, y que restringe la visibilidad a valores inferiores a 1.000 metros. Si la reducción de la visibilidad es superior a 1000 m con una humedad relativa superior al 70%, esta nube se llama neblina. Un caso particular de neblina es la bruma, que se da cuando la reducción de visibilidad es causada por partículas de agua y otras partículas higroscópicas en suspensión, mayormente de sal. Se puede considerarse un tipo de neblina típica de zonas costeras. La extensión vertical de las nieblas es variable, pudiendo ir de unos pocos metros a unos cientos de metros. En el caso de que la extensión vertical no supere los 2 m de altura, se dice que la niebla existente es niebla baja. También pueden tener una extensión variable horizontalmente y constituir un manto continuo o discontinuo (en bancos). Cuando las nieblas son delgadas, es corriente que los aviones que sobrevuelan el aeródromo vean la pista, pero al iniciar la aproximación, la pierdan o al menos perciban una disminución muy sensible de la visibilidad. Cuando la niebla es baja y densa, las marcaciones y luces de la pista pueden llegar a quedar ocultas. Ejemplo de situación de niebla en un valle. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 56/70 9.2. Ilusiones ópticas. Es importante destacar el efecto que las ilusiones ópticas tienen sobre lo que el piloto percibe desde la aeronave. Éstas pueden llevar a creer al piloto que vuela a una altura y/o distancia diferente de la real. Estas ilusiones ópticas vienen dadas por algunos factores como los que se nombran a continuación: características y condiciones de la pista (pendiente de la pista: ascendente o descendente, anchura de la pista, etc.), inclinación del terreno, el agua en el parabrisas, falta de contraste de las luces de balizaje de la pista con el terreno, fenómenos meteorológicos, condiciones de luminosidad en el momento de la maniobra, etc. 9.3. Engelamiento. El engelamiento consiste en la formación de hielo sobre la estructura del avión y/o en el motor, tanto en tierra como en vuelo, cuando el agua líquida subfundida (gotas de agua con temperatura igual o menor que 0º C) se congela al impactar con la aeronave. El engelamiento en vuelo se forma cuando el avión penetra en una zona donde hay gotas de agua en forma visible (gotas de nube, o lluvia) y la temperatura del aire en el punto de encuentro del avión con estas gotas de agua sea menor o igual que 0º C, aunque en ocasiones puede haber engelamiento incluso con temperaturas ligeramente superiores. El hielo se adhiere principalmente a aquellas zonas que más sobresalen de la célula del avión y a los elementos expuestos al viento relativo que experimenta la aeronave. El engelamiento constituye uno de los mayores riesgos meteorológicos en aviación porque puede reducir la eficiencia de la aeronave. Algunos de los efectos que puede producir son los siguientes: Aumento de peso y de resistencia al avance. Falsas indicaciones de los instrumentos e interferencias en las comunicaciones. Reducción de visibilidad. Alteraciones en las propiedades aerodinámicas de la aeronave en vuelo: disminución en la sustentación y reducción de maniobrabilidad por el agarrotamiento de las superficies de control. Pérdida de efectividad de los frenos y de todo el tren de aterrizaje. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 57/70 Pérdida de potencia. Vibraciones que provocan fatiga estructural. Mal funcionamiento y daños estructurales en los motores. Engelamiento sobre aeronaves. La intensidad del engelamiento se mide en función de la velocidad de acumulación del hielo y los efectos que produce sobre el avión. Así, se tiene: a. Ligero: el crecimiento del depósito de hielo no crea problemas al vuelo, salvo si es muy prolongado. b. Moderado: el crecimiento del depósito de hielo es rápido incluso en periodos de tiempo muy cortos. Puede crear problemas al vuelo, aunque los equipos de defensa de a bordo son capaces de deshacer el depósito. c. Fuerte: el crecimiento del depósito de hielo es tan rápido que los equipos de a bordo no pueden resolver el problema por sí solos. Se requiere un cambio de altitud inmediato. El engelamiento en vuelo se puede presentar debido a cuatro procesos distintos que se analizan a continuación: o Formación de hielo claro o transparente. o Formación de hielo granulado. o Lluvia engelante. o Depósito de nieve húmeda o escarcha. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 58/70 Depósito de hielo en el ala. Tipos de engelamiento: 1. El hielo claro (clear icing) es un tipo de depósito de hielo homogéneo casi transparente, de aspecto vidrioso y con una superficie exterior lisa. Posee una gran adherencia a la superficie. La congelación de las gotas subfundidas, en este caso, es lenta. Es un tipo de engelamiento muy peligroso para la seguridad de las operaciones. Las condiciones más favorables para que se deposite este tipo de hielo y, por tanto, las más peligrosas son: o Temperatura del aire entre 0ºC y -10ºC. o Temperatura del avión ligeramente por debajo de 0ºC. 2. El hielo granulado (rime icing) es un tipo de depósito de hielo de color blanco y opaco, de aspecto áspero, rugoso y granular que posee una mala adherencia. La congelación de las gotas subfundidas en este caso es rápida. Este tipo de engelamiento no presenta grandes problemas para las operaciones. Las condiciones más favorables para su formación y, por tanto, las más peligrosas son: o Temperatura del aire entre 0ºC y -40ºC (habitualmente entre -10ºC y-20ºC). o Temperatura del avión ligeramente por debajo de 0ºC. 3. La lluvia engelante se forma cuando las gotas de precipitación líquida que procede de una capa con temperatura superior a 0ºC se sobreenfrían cuando atraviesan capas que se encuentran por debajo de 0ºC. Es el engelamiento más peligroso para las aeronaves, puesto que, además de ser un hielo transparente, se une el hecho de que cuando las gotas subfundidas impactan sobre el avión se congelan uniformemente por todas las partes del mismo. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 59/70 4. El engelamiento por escarcha o nieve húmeda se caracteriza porque este tipo de nieve está compuesta por cristales de hielo que coexisten con gotas de agua subfundidas. Este tipo de engelamiento puede generarse tanto en tierra como en vuelo. En el caso de que este engelamiento se produzca sobre aviones aparcados a la intemperie, el depósito de hielo que se forma puede ser altamente peligroso si se inicia un vuelo sin haberlo retirado. El hecho de que el hielo esté muy adherido a la superficie metálica altera el perfil aerodinámico, disminuyendo la sustentación y aumentando la resistencia a la aeronave pudiendo obligar a cancelar el despegue. 9.4. Cizalladura. La cizalladura del viento ( wind shear, en inglés) es un cambio en la velocidad y/ o la dirección del viento entre dos puntos próximos. La cizalladura puede ser horizontal, vertical o la combinación de ambas. Cuanto menor es la distancia en la que se produce el cambio y mayor es la velocidad a la que ésta ocurre, más fuerte es la cizalladura. La cizalladura en niveles altos de la atmósfera favorece la aparición de turbulencia. En los niveles bajos, representa un peligro para las operaciones de aterrizaje y despegue. Es de especial importancia debajo de la capa de fricción, donde afecta a la senda del planeo obligando al piloto a tomar una acción correctora sobre los mandos del avión. Algunos de los fenómenos atmosféricos que pueden dar lugar a la aparición de cizalladura son: o Tormentas, por ejemplo, en los microcrorreventones (microburst), que se verán con detalle en el apartado 8.7, o los frentes de racha, que son ráfagas fuertes que se producen en la frontera entre el aire frío de la tormenta y el aire más cálido del entorno, y que forman parte del ciclo normal de formación de las tormentas. o Tornados, frecuentemente asociados también a las tormentas. o Frentes fríos o cálidos. Cuando dos masas de aire de diferente velocidad entran en contacto se produce una capa de turbulencia por cizalladura del viento, que puede producirse tanto en el plano horizontal como en el vertical. o Vientos fuertes, perturbados por el relieve local. o Inversiones térmicas cerca del suelo asociadas a zonas frontales, brisas (sobre todo marinas),y vientos catabáticos. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 60/70 9.5. Turbulencia. La turbulencia es un estado del flujo de aire en el cual las velocidades muestran fluctuaciones irregulares. Cuando un fluido es turbulento, presenta vórtices o remolinos que viajan inmersos en la corriente de aire y dan lugar a variaciones en la intensidad y dirección del viento. La velocidad del remolino se suma o resta a la del viento predominante, provocando variaciones bruscas, tanto en su intensidad como en su dirección. En aviación se considera que existe turbulencia cuando los efectos de esta afectan al movimiento del avión. Estos efectos se manifiestan en forma de aceleraciones generalmente verticales que se experimentan como violentos y abruptos ascensos y descensos. La intensidad de la turbulencia se clasifica de la siguiente manera: a. Ligera: causa pequeñas variaciones en la altitud del avión. b. Moderada: las variaciones son de mayor envergadura y suele exigir la intervención del piloto. c. Fuerte: causa variaciones amplias y violentos en altura y en el ángulo de ataque del avión. d. Extrema: el avión es zarandeado violentamente y es prácticamente ingobernable. Frecuentemente se clasifica la turbulencia según la causa que la origina: Turbulencia convectiva: Este tipo de turbulencia es típica en los días calurosos del verano o cuando una masa de aire frío se mueve por encima de una superficie con una temperatura más cálida. En estos días la tierra se calienta y transmite calor por conducción a las capas bajas más próximas y, como consecuencia, se originan corrientes convectivas verticales. Las corrientes ascendentes tienen intensidades muy variables y, en caso de presencia de humedad e inestabilidad en capas medias y altas, pueden ir acompañadas de grandes nubes de desarrollo vertical. En el caso de que la atmósfera sea estable, la convección afectará solamente a las capas bajas, y, solo si el contenido de humedad es suficientemente elevado, se desarrollarán cúmulos de poco desarrollo, quedando por encima de ellos una capa estable. Aunque por cada corriente ascendente hay una descendente para llenar el vacío que se origina, en aeronáutica sólo se considera el efecto de las ascendentes por ser más violento. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 61/70 Turbulencia mecánica: Es aquella que se forma por la presencia de algún obstáculo material en la marcha del viento. La intensidad de la turbulencia dependerá del tamaño de los obstáculos, de la velocidad del viento y de la rugosidad del terreno. El tamaño de los obstáculos puede variar desde grupos de árboles o edificios hasta cadenas de montañas. La turbulencia debida a montañas se conoce como turbulencia por ondas de montaña, siendo una de las más peligrosas, y se tratará específicamente más adelante. Si el aire es inestable se forman remolinos grandes y la turbulencia afecta a un espesor mayor de la atmósfera. Si el aire es estable los remolinos son más pequeños y la turbulencia afecta a un espesor menor. Turbulencia mecánica y turbulencia orográfica. Turbulencia de estela (wake turbulence): Este tipo de turbulencia es producida por los aviones en vuelo, en el aterrizaje y en el despegue cuando dejan tras de sí remolinos de aire que se desplazan con el viento y que tardan en disiparse. Detrás de la aeronave se producen vórtices turbulentos cuya intensidad depende del tamaño del avión, de su velocidad y de la configuración de las alas. Este fenómeno es especialmente crítico en las maniobras de despegue y el controlador debe tener presente que tras el despegue de un avión pesado el aire encima de la pista queda revuelto y puede ser peligroso autorizar en seguida otro despegue. Turbulencia asociada a frentes: El cambio de presión que origina el paso de un frente se traduce en un cambio de dirección y de intensidad del viento. La intensidad de la turbulencia © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 62/70 depende de la violencia del cambio. Generalmente, la turbulencia es mayor en frentes fríos que en cálidos. Si, además del frente, existe convección y vientos sinópticos fuertes, la intensidad de la turbulencia aumenta. Turbulencia por onda de montaña: Se origina cuando el flujo de aire choca con una cadena montañosa, dando lugar a un comportamiento ondulatorio del flujo de aire, que lleva asociado ascensos y descensos del mismo una vez pasado el obstáculo orográfico. Estas ondas son muy peligrosas y han causado numerosos accidentes. Afectan a todas las aeronaves en el ascenso, pero especialmente a las ligeras en el descenso. La onda de montaña suele desaparecer en niveles muy altos; sin embargo, cuando hay una corriente en chorro más o menos perpendicular a la montaña, la cizalladura generada por esta corriente en chorro refuerza la acción de la onda. En niveles bajos la onda de montaña más peligrosa se produce asociada a rotores, torbellinos que se forman bajo las crestas de las ondas siendo el más peligroso el que se forma debajo de la primera onda. Las condiciones que favorecen la aparición de ondas de montaña son las siguientes: o La intensidad del viento en la cima debe ser superior a 15 nudos, aunque en caso de que la montaña sea muy alta, puede ser superior. La intensidad del viento también debe aumentar con la altura. o La dirección del viento debe ser inferior a 30º respecto a la perpendicular al eje de la montaña y ser constante. Cuanto menor sea este ángulo, más intensa será generalmente la onda de montaña. o Por encima de la la cima de la montaña debe existir una capa estable para que se produzca el descenso del aire y su consiguiente movimiento ondulatorio. Cuando hay humedad, las ondas de montaña pueden presentar una serie de nubes en los tramos de ascenso de aire, como son: o Nubes lenticulares (altocumulos y altoestratos). o Peligrosas nubes rotor con aire en su interior girando en el eje horizontal (fractocúmulos y fractostratos). o Nubes de ladera y cresta (cumulonimbos y nimbostratos). © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 63/70 o Nubes orográficas de tipo bonete o sombrero (estratiformes). Onda de montaña típica y turbulencia en aire claro (TAC). Turbulencia en aire claro (TAC): Es un tipo de turbulencia que aparece en vuelos de alta cota y muchas veces, fuera de nubes. En general, la turbulencia de aire claro es ligera y sólo en algunos casos puede ser severa. Generalmente la TAC se presenta: o En estratos de poco espesor y, con mayor frecuencia, en capas estables de niveles altos con fuerte cizalladura vertical del viento. La parte superior de la capa estable se desliza con respecto a la inferior, generando cizalladura y, a continuación, ondulaciones. Conforme la cizalladura vertical aumenta se rompen estas ondulaciones dando lugar a los remolinos turbulentos. o En lugares cercanos a la corriente en chorro, debido a que la cizalladura vertical que origina es muy intensa. También puede aparecer asociada a ondas de montaña o a dorsales y vaguadas en niveles altos. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 64/70 La turbulencia en aire claro se presenta intermitentemente en forma de repentinos baches y meneos intensos y frecuentes. Cuando se presenta en forma de baches, el avión sufre un cambio de altitud. Sin embargo, cuando sufre meneos la aeronave no experimenta grandes variaciones de altitud, sino que sufre sacudidas hacia arriba y hacia abajo produciendo un ruido similar a un martilleo. Es importante para la gestión del tráfico aéreo el conocimiento de la presencia de corrientes en chorro en el área de gestión, ya que el piloto que experimente una intensa y persistente TAC solicitará cambios de ruta o de nivel para poder evitarla. Turbulencia por tormenta: Estas turbulencias pueden generarse tanto en el interior de la nube convectiva como en los alrededores. Generalmente esta turbulencia se produce por las intensas corrientes convectivas que se desarrollan y los vientos fuertes en altura que contribuyen a la cizalladura. 9.6. Tormentas. Una tormenta se produce cuando existen nubes de tipo cumulonimbo acompañadas de aparato eléctrico (rayos y truenos). Para que se forme una tormenta deben darse las condiciones necesarias para que se desarrollen nubes del tipo cumulonimbo, es decir: presencia de energía en forma de calor (sobre todo en superficie), atmósfera inestable, humedad suficiente y, en algunos casos, un mecanismo de elevación que genere intensas corrientes ascendentes de aire (convergencia de vientos a baja cota, ascendencia orográfica del terreno, etc.). Las tormentas suelen ir acompañadas de chubascos (aunque en climas secos puede haber tormentas secas, sin precipitación, o que ésta no llegue al suelo) e incluso de granizo; producen turbulencias fuertes o extremas, acompañadas de viento fuerte y racheado; además también puede presentarse engelamiento y cizalladura. Es decir, que una tormenta reúne todos los elementos capaces de dañar a un avión en vuelo, por lo que son altamente peligrosas. Las tormentas pueden clasificarse en función del origen de la formación de los cumulonimbos en: a. Tormentas frontales: La formación de tormentas frontales se debe a que el aire cálido ascienda por encima de la superficie frontal. Si las tormentas están asociadas al frente frío, se extienden a lo largo del mismo durante varios centenares de kilómetros. Si son de frente cálido, abarcan © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE.