LECCION MET04 (PPL)Nubes y Turbulencia

050 02 04 00 Turbulencia 050 02 04 01 Turbulencia y ráfagas, tipos de turbulencia 050 02 04 02 Origen y localización de la turbulencia 050 04 00 00 NUBES 050 04 01 00 Formación de las nubes y descripción 050 04 01 01 Enfriamiento por expansión adiabática y por advección 050 04 01 02 Tipos de nubes, clasificación de las nubes 050 04 01 03 Influencia de la inversión en la formación de nubes 050 04 01 04 Condiciones de vuelo en cada tipo de nubes 050 04 02 00 Niebla, neblina, calima 050 04 02 01 Niebla de radiación 050 04 02 02 Niebla de advección 050 04 02 03 Niebla de vapor 050 04 02 04 Niebla frontal 050 04 02 05 Niebla orográfica

Libro: Turbulencia:`Capítulo 15 Nubes: Capítulo 9

Turbulencia 21.1 a 21.9

Definición: flujo no laminar, la velocidad del viento presenta irregularidades

Presenta vortices o remolinos que viajan inmersos en la corriente de aire da lugar a la variación de la velocidad y dirección del viento

Se pueden presentar a cualquier altura Son menores si la masa de aire es estable Produce meneos y sacudidas del avión .

La reacción del avión depende de su velocidad, tamaño, actitud y factor de carga

N=L(sustentación)/W(peso) N es diferente de 1 si hay turbulencia y 1

si está en equilibrio.

Turbulencia aeronáutica

Baches: aceleraciones horizontales o verticales que puede modificar los parámetros del vuelo

Se considera turbulencia cuando afecta al avión ( siempre hay turbulencia en la atmósfera)

Tamaño de los remolinos

Mayores que el avión: el avión sufre movimientos de gran amplitud y el piloto puede desviarse.

Menores: efectos menores, meneos, como el cabeceo.

=: efecto significativo.

Velocidad del aeronave

A mayor velocidad: más remolinos se encuentra el avión por unidad de tiempo y mayores esfuerzos por unidad de área sobre la estructura del avión.

Si la velocidad de vibración se ajusta a la velocidad del remolino= resonancia: Se pueden alanzar valores del límite de seguridad.

SOLO A NIVELES ALTOS: ya que es allí donde los remolinos son regulares

Peso y características del aeronave

Afecta más a aviones LIGEROS y Rápidos ( Según el tipo de avión cambian las instrucciones de velocidad en aire turbulento)

Acciones recomendadas

Despegue y aterrizaje: volar con exceso de velocidad para evitar entrar en pérdida.

En crucero: Reducir la velocidad Con ráfagas laterales hay que actuar

sobre los mandos.

Medida de la turbulencia y efectos en el vuelo

LA OACI establece una escala de la intensidad de la turbulencia medida en vuelo

Se usan EDR ( Eddy Disipation rate) Ofrece una medida de la turbulencia

que es independiente del tipo de avión pero no de su velocidad

Se encuentra en la página 21.1

Turbulencia ligera 0.1>EDR>0.3

En áreas montañosas con vientos ligeros , dentro y fuera de un CU, ceca de la tropopausa y a niveles bajos

Dentro del avión: pasajeros sienten presión del cinturón y los objetos se mueven un poco

El factor de carga cambia de 0,8 a 1,2 No se representa en los mapas del tiempo

significativo!!!!

Turbulencia moderada 0.3>EDR>0.5

En ondas de montaña, tormenta, ceca de la tropopausa y a niveles bajos con vientos mayores de 25 kt y atmósfera inestable

Dentro del avión: Más presión del cinturón y más movimiento

El avión cambia de altitud pero se mantiene el control

La velocidad cambiar de 15 a 25 kt y el w de 0,5 a 1,5.

Turbulencia fuerte ( EDR>0.5)

Ondas de montaña, tormentas severas, líneas de turbonada y cerca de la corriente en chorro

Zarandeo violento: el avión cambia bruscamente de altitud pudiendo quedar fuera de control momentáneamente y sufrir daños estructurales

La velocidad puede cambiar más de 25 KT y el factor de carga (W) entre 0 y 2.

Origen de la turbulencia

Movimiento laminar Movimiento turbulento

Origen de la turbulencia

Cerca de la superficie:A) Debido a la rugosidad

del terreno: a sotavento de forman remolinos que dependen de:

- v del viento- Tamaño del obstáculo- Estabilidad del aireB) Convección: Irrumpe

en el flujo y es más intensa cuando mayor sea la inestabilidad

Origen de la turbulencia

En altura:En zonas donde hay

cizalladura o gradiente del viento ( variación de la velocidad o de la dirección del viento)

En capas estables si la velocidad de se ve parcelada y capas más rápidas se deslizan sobre otras capas más lentas.

Si hay poca cizalla: pocos remolinos Más cizalla: ondulaciones y hasta

remolinos Efecto sobre el avión es que puede

descender cientos de pies o sufrir un fuerte aumento del ángulo de ataque.

Tipos de turbulencia

En niveles bajos ( o-3000ft)b) mecánica: Debido a la presencia de

obstáculos.+viento+abrupto el terreno+grandes

obstáculos= + turbulencia- Debe aumentar la potencia al aterrizar y

despegue ya que puede bajar de golpe o subir de golpe ( dibujo)

- Si se despegue de un valle se recomiendo pasar el nivel de los picos más altos antes de dejar el valle.

En niveles bajosb) Térmica o convectiva: debido al

calentamiento del suelo se forman remolinos en la capa límite

- A veces se forman CU de poco desarrollo pero al superarlos encontramos una capa estable que se manifiesta a veces por una capa de calima

- A partir de la capa conectiva el vuelo es suave.

c) Turbulencia de estelaSe genera debido a que el avión rompe la capa

laminar. Y detrás se forman vortices turbulentos varían según la velocidad, el tamaño del avión

Mayores cundo más grande pesado y menor velocidad.

c) Continuación turbulencia de estela

Un avión pequeño debe:

-permaneces encima o a barlovento del más grande

- Despegar antes del punto de rotación del grande y ponerse o encima o a barlovento para evitar la estela.

D) Turbulencia asociada al paso de frentes.

Un frente hace cambiar el gradiente de presión en superficie y cambiar la intensidad y dirección del viento

- Un frente frío genera más turbulencia que un frente cálido

- Si hay que pasar el frente mejor ascender ya que la turbulencia del frente disminuye con la altura

Turbulencia por onda de montaña

Cuando la corriente incide sobre una cadena montañosa:

-comportamiento ondulatorio a sotavento- Se propaga en la horizontal y la vertical- - Según las situaciones se puede dar un

viento laminar o turbulencias

Turbulencia por onda de montaña

Afecta más a las aeronaves más ligeras ya que la velocidad de ascenso/descenso de la onda pueden superar la del ascenso o descenso del avión y no puedan mantener su altura

Turbulencia por onda de montañaCondiciones que favorecen las onas

a) Direción más menos 30 grados con el viento

- Viento en cima de más de 15,25 ktb) Viento a barlovento: -aumenta con

la altura- Dirección cosntantec) En la cima de la montaña capa de

aire estable

Turbulencia por onda de montañaParte inferior de la capa atmosférica

Primer rotor:- Más peligroso- A 5 o 15 Km. aprox. de la montaña- Diámetros de 1 a 3 Km.- Velocidades de 2000 y 5000 ft por

minuto

Turbulencia por onda de montañaParte intermedia

estable

Turbulencia por onda de montañaParte superior

EN la tropopausa:- Al entrar en contacto la onda de

montaña con la corriente en corro se rompe y cera cizalladura.

Turbulencia por onda de montañaPropagación Horizontal y la vertical

Las ondas quedan atrapadas y se propagan en la horizontal formando un tren de ondas

Se produce hay cizalladura vertical ( el viento aumenta rápidamente con la altura

Turbulencia más severa cerca de la montaña

Turbulencia por onda de montañaPropagación Horizontal y la vertical

EN condiciones de estabilidad y sin fuerte cizalla la onda llega a la tropopausa y puede pasar que :

b) No se rompa: poca turbulenciac) Se ropa turbulencia fuerte

Turbulencia por onda de montañaNubes

Si hay suficiente humedad se forman nubes ( sin nubes también hay turbulencia)

a) Sombrero: estratiformes y bajas

a veces se enrolla y cae en cascada a sotavento de la montaña

b) Lenticulares ( perpendiculares al viento)

c) Rotor

Turbulencia por onda de montañaIntensidad

Menor amplitud mayor intensidad Fuerte corrientes descendientes de

más de 3m/s o 600 ft/min Moderada de 1,75 a 3 m/s o 350 a

600 ft/min

Turbulencia por onda de montañaimpacto sobre la aeronaveZona de turbulencia inferior

Aproximación con viento de cara: Peligrosa ya que el efecto será mayor a medida que nos acercamos

-corrientes descendientes: Puede ser peligroso intentar ascender: hay que girar 180 grados y ponerse viento en cola buscando un terreno más plano donde poder coger altura y cruzar la zona turbulenta

Turbulencia por onda de montañaimpacto sobre la aeronaveZona de turbulencia inferior

Ascender a una altitud el 50% de la altura de la montaña.

Aproximarse a 45 grados para retirarse rápido si hay turbulencia

Atención que el altímetro puede dar datos erróneos ya que cambia el campo de presión.

Aproximarse en viento en cola es más seguro

Turbulencia por onda de montañaimpacto sobre la aeronaveZona de turbulencia inferior

Cerca de la tropopausa se debe ajustar a la velocidad de presentación de la turbulencia

La aproximación por barlovento es más peligrosa ya que no hay indicios de la turbulencia. Mejor por sotavento ( lo vemos venir)

Turbulencia en tormentas Dentro de la tormenta debido

a los movimientos violentos y la cizalla vertical

Debajo de la tormenta: Turbulencia severa, intensas descendencias

Alrededor de la tormenta. La nube actúa como barrera del flujo medio: Produciendo remolinos turbulentos.

Cerca del tope de la tormenta. La interacción de las corrientes convectivas y el fuerte viento en altura produce cizalla y ondas de gravedad.

Turbulencia en tormentasRecomendaciones

Velocidad se debe ajustar a la velocidad de para aire turbulento

No volar bajo el yunque Si la tormenta tiene un eco intenso en el radar rodear la nube Para pasar por encima a 1000 ft por cada 10 kt a ese nivel.

Ejercicio: Turbulencia en tormentasRecomendaciones

Si la base de la nube la nube está a 3000ft y tiene un desarrollo de 6000ft y una velocidad en la cima de 50 kt.¿ A qué altura tendernos que volar?

Turbulencia asociada a nubes

Ci: ligera o nul. salvo si están asociadas a corriente en chorro

Cs : ligera o nul. Cc moderada forma

globular As ligera si son

delgados moderada si son espesos

Ac ligera pero moderada si son lenticulares o castellanus

Turbulencia asociada a nubes

Ns ligera o moderada S ligera o nul. Sc. ligera o moderada Cu ligera o moderada Cu congestus Moderada a fuerte Cb Moderada a fuerte y catastrófica

microrebentones.

NUBES

Definiciones

Def. suspensión en el aire de gotitas de agua y/o cristales de hielo

Aire saturado Frías (parte t<0 grados C) y calientes

( t>0) Se caracterizan por su -espesor-forma-altura

Formación de nubes

1.vapor de agua2.Núcleos de

condensación. Sin ellos la humedades para que condesaran serían del 1000% ( debido a las fuerzas de tensión superficial). Con ellos 100%.

Formación de nubes Enfriamiento

Enfriamiento para llegar al 100% humedad

b) Al entrar en contacto con una superficie fría:

A1. Advección: Masa de aire se desliza sobre una superficie de aire fría: nubes estratiformes o nieblas.

A2. Radiación: El suelo se enfría por IR.

Formación de nubes Enfriamiento

B) expansión adiabática: Movimientos ascendentes

B1. Convección: -cumuliformes-límite=tropopausa-Se pueden desarrollar a

niveles altos

Formación de nubes Enfriamiento

B) expansión adiabática: Movimientos ascendentes

B2. Ascenso orográfico: retención a barlovento y soleado a sotavento calentamiento adiabático

B3. Convergencia de aire en superficieB4. Turbulencia : capa fina donde hay inversión

Tipo de nubes según la formación

Cumuliformes. Desarrollo vertical, inestabilidad, gotas grandes

Tipo de nubes según la formación

Estratiformes: gotas pequeñas, horizontales, situaciones estables

Tipo de nubes según la formación

Cirriformes: hielo, poco espesas

Tipos de nubes según la altura

TIPOS DE NUBES

TIPOS DE NUBES

BAJAS Estratos (St)

- Compuestas habitualmente por gotitas de agua, pero si lastemperaturas son suficientemente bajas puede contener hielo o nieve.- Capa de base uniforme y color gris.

- Espesor del orden de 1000 ft.- Indican estabilidad.- Pueden dar llovizna, cinarra o cristales de hielo.

BAJAS Estratos (St)

BAJAS Estratos (St)

BAJAS Estratocúmulos (Sc)

BAJAS Estratocúmulos (Sc)

BAJAS Estratocúmulos (Sc)

- Compuestas habitualmente por gotitas de agua, pero si lastemperaturas son suficientemente bajas puede contener hielo o nieve.- Capa gris o blanquecina, con partes oscuras de forma globular.

- Espesor del orden de 3000 ft.- Indican estabilidad. No están asociadas a mal tiempo.- Pueden dar lluvias generalmente débiles y discontinuas de llovizna, lluvia débil o nieve granular.

BAJAS Estratocúmulos (Sc)

BAJAS Estratocúmulos (Sc)

BAJAS Nimboestratos (Ns)

BAJAS Nimboestratos (Ns)

BAJAS Nimboestratos (Ns)

- Compuestas habitualmente por gotitas de agua, pero si lastemperaturas son suficientemente bajas puede contener hielo o nieve.- Capa espesa y gris que invade todo el cielo.

- Espesor del orden de 17.000 ft.- Nubes de mal tiempo. Acompañan al frente cálido- Dan precipitaciones continuas de lluvia, nieve, aguanieve o granizo menudo.

MEDIAS Altocúmulos (Ac)

MEDIAS Altocúmulos (Ac)

MEDIAS Altocúmulos (Ac)

MEDIAS Altocúmulos (Ac)

- Compuestas habitualmente por gotitas de agua, pero si lastemperaturas son suficientemente bajas puede contener hielo.- Capa formada por masas globulares laminares o dispuestas a copos. Cielo “aborregado”.- Espesor del orden de 3.000 ft.- Pueden indicar la aproximación de un frente.

MEDIAS Altocúmulos (Ac)

- Altocúmulos castellatus: Tienen forma de almena. Son indicadores de inestabilidad. Su aparición una mañana de verano puede indicar tormenta por la tarde.

- Altocúmulos lenticulares: Tienen forma de lente y contornos bien definidos, causados por ondas de montaña. Delatan la presencia de fenómenos ondulatorios. A veces forman lineas paralelas a las cadenas montañosas.

MEDIAS Altoestratos (As)

MEDIAS Altoestratos (As)

MEDIAS Altoestratos (As)

- Compuestas habitualmente por gotitas de agua, pero si lastemperaturas son suficientemente bajas puede contener hielo.- Capa fibrosa estriada de gran extensión horizontal y color gris azulado.- Espesor entre 10.000 y 15.000 ft.- Pueden indicar la aproximación de un frente.

- Producen lluvia, nieve o aguanieve y granizo menudo.

ALTAS Cirros (Ci)

ALTAS Cirros (Ci)

- Delgadas y compuestas de cristales de hielo.

- Aspecto de algodón deshilachado o plumas transparentes.

- El espesor es difícil de cuantificar.

- Presagian la aproximación de un frente.

- Pueden indicar la dirección de un viento fuerte en altitud.

ALTAS Cirrocúmulos (Cc)

ALTAS Cirrocúmulos (Cc)

- Delgadas y compuestas de cristales de hielo.

- Forma de mantos compuestos de elementos muy pequeños, de forma regular y dispuestos más o menos regularmente.

- El espesor es difícil de cuantificar.

- Presagian la aproximación de un frente.

ALTAS Cirrocúmulos (Cc)

ALTAS Cirroestratos (Cs)

ALTAS Cirroestratos (Cs)

ALTAS Cirroestratos (Cs)

- Delgadas y compuestas de cristales de hielo.

- Velos uniformemente blancos que cubren el cielo.

- El espesor es difícil de cuantificar.

- Presagian la aproximación de un frente.

DESARROLLO VERTICAL Cúmulos (Cu)

DESARROLLO VERTICAL Cúmulos (Cu)

DESARROLLO VERTICAL Cúmulos (Cu)

DESARROLLO VERTICAL Cúmulos (Cu)

- Nubes densas y bien separadas entre ellas. Las protuberancias le dan aspecto de coliflor.

- Espesor de 10.000 ft aprox, con precipitación si superan los 9.000. A partir de este grosor se llaman “Congestus”.

- Se desarrollan por ascendencias térmicas. De dia sobre tierra y por la noche sobre el mar.

Cúmulos Congestus (Cu)

DESARROLLO VERTICAL Cúmulonimbos (Cb)

DESARROLLO VERTICAL Cúmulonimbos (Cb)

- Espesor de 30.000 ft. Asociado a fenómenos peligrosos para el vuelo, como engelamiento, turbulencia, granizo y descargas eléctricas.

- La base de la nube es muy oscura, y la parte superior a menudo se extiende en forma de penacho o yunque. En la dirección del viento. - Contienen gotas de agua, cristales de hielo, nieve, granizo, nieve granulada, pedrisco.

- Da precipitaciones, de inicio y fin brusco, de lluvia, granizo, nieve y/o nieve granulada.

Cumulonimbus Calvus (Cb)

Cumulonimbus Capilatus (Cb)

Cumulonimbus Mama (Cb)

Inversión

Papel calve para el desarrollo de nubes

Tipos de inversión

Inversión por radiación nocturna

Inversión por mezcla turbulenta: La turbulencia a niveles bajos transporta aire más cálido a mayor altura

creando una inversión ( que puede ir asociada a nubes que no tendrán desarrollo vertical)

Tipos de inversión

Advección de aire cálido sobre superficie fría.

Subsidencia asentamiento de aire frío.

Condiciones de vuelo

1.Cirros: -no afectan-Presagio de un frente -vientos en altura2.Altocúmulos: Ac

castellanus= turbulencia

Ac= lenticularis ondas de montaña

Condiciones de vuelo

3.Altoestratos-espesos=engelamiento-Prefrontal4. Nimboestratos: engelamiento y

turbulencia moderados ( salvo en zonas de montaña)

Condiciones de vuelo

5.estratos: Ni turb ni engelamiento

- Base baja= mala visibilidad

6. estratocúmulos:-engelamiento débil-debajo turbulencia-encima estabilidad

Condiciones de vuelo

Cúmulo. Si están suficientemente desarrollados ( congestus):

-turb., engelamiento fuerte-pasar a la máxima altura posible.

Condiciones de vuelo

Cúmulonimbos: evitar-engelamiento-turbulencia-granizo-tormentas

Nieblas

nubes a menos de 3000m de altura y como máximo a 50 ft.

Reducen la visibilidad

Formación de nieblas

Aporte de humedad y enfriamiento

Contacto con superficie fría ( radiación o advección)

Expansión adiabática. Nieblas frontales o orográficas

Rocío o escarcha ( sublimación sobre el suelo)

Disipación de nieblas

calentamiento o disminución del vapor de agua ( viento)

Tipos de nieblas

Enfriamiento: radiación, advección , geográfica

Adición de vapor de agua:

Frontal, vapor ( sobre las laderas de las montañas, ártico)