A frequência de turbulência em ar claro está aumentando?

 (flightradar24.com)
1 pontos por GN⁺ 2024-06-30 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp
  • A turbulência em ar claro (CAT), que surge repentinamente mesmo em céu limpo, vem se tornando uma questão crescente de segurança aérea, e sua relação com as mudanças climáticas também chama atenção
  • A CAT está estreitamente ligada ao cisalhamento do vento, em que a velocidade ou a direção do vento muda em curtas distâncias; bordas das correntes de jato, gradientes de temperatura, ondas de montanha e circulação atmosférica participam de sua formação
  • Em um estudo de Prosser et al. 2023 com dados de reanálise de 1979 a 2020, a duração anual da CAT no Atlântico Norte aumentou 17% para intensidade leve ou superior, 37% para moderada ou superior e 55% para severa ou superior
  • As regiões com CAT forte se sobrepõem às correntes de jato em todo o mundo, e, se o aquecimento global intensificar as correntes de jato, a probabilidade de ocorrência de turbulência também pode aumentar
  • Por ser difícil de prever e ocorrer sem aviso, a CAT continua sendo um problema de segurança que, apenas nos EUA, gera cerca de US$ 200 milhões por ano em custos relacionados a fadiga da aeronave, manutenção e possibilidade de ferimentos

Por que a turbulência em ar claro está recebendo atenção

  • Nos últimos anos, tornaram-se mais conhecidos os casos em que turbulência em aeronaves comerciais resultou em ferimentos de passageiros, pousos de emergência e raros acidentes fatais
  • Em maio de 2024, o voo SQ321 da Singapore Airlines enfrentou turbulência severa sobre Mianmar, causando a morte de uma pessoa e ferindo dezenas
    • Inicialmente, o incidente foi considerado turbulência em ar claro, mas depois foi confirmado que a causa foi uma tempestade que se desenvolveu rapidamente
  • A CAT geralmente ocorre em céu limpo em grandes altitudes e em condições relativamente calmas
    • Diferentemente de tempestades ou sistemas meteorológicos visíveis, é difícil de identificar visualmente

Condições que geram CAT

  • A principal causa da CAT é o cisalhamento do vento, quando a velocidade ou a direção do vento muda em curtas distâncias na atmosfera
  • Quando ar em movimento rápido, como em uma corrente de jato, encontra ar mais lento, o atrito pode gerar turbulência
  • É especialmente comum nas proximidades da tropopausa, a fronteira entre a troposfera e a estratosfera
    • A faixa de altitude é de cerca de 7.000 a 12.000 m
    • Em pés, equivale a cerca de 23.000 a 39.000 ft

Fatores atmosféricos que intensificam a turbulência

  • Correntes de jato

    • Faixas estreitas e fortes de vento na alta atmosfera, cujas velocidades podem chegar a mais de 160 km/h
    • Nas bordas, pode surgir forte cisalhamento do vento, levando à turbulência

  • Gradiente de temperatura

    • Mudanças bruscas de temperatura causam alterações na densidade do ar e aumentam a possibilidade de turbulência
    • A diferença de temperatura entre o ar quente dentro da corrente de jato e o ar frio ao redor pode aumentar a instabilidade

  • Ondas de montanha

    • Quando ventos fortes passam por uma cordilheira, formam-se ondas na atmosfera, e essas ondas podem se propagar para cima
    • Quando o ar está estável e o vento é forte e constante, as ondas podem se transformar em turbulência

  • Circulação atmosférica

    • Circulações atmosféricas de grande escala, como Rossby wave e Coriolis effect, também podem fazer as correntes de jato ondularem, criando zonas de forte cisalhamento do vento

Aumento observado nas últimas décadas

  • Estudos recentes mostram que a frequência e a intensidade das condições de CAT aumentaram significativamente nas últimas décadas
  • Evidence for Large Increases in Clear-Air Turbulence Over The Past Four Decades investigou as tendências globais de CAT de 1979 a 2020 usando dados de reanálise
  • A probabilidade de uma aeronave encontrar CAT em altitude de cruzeiro aumentou muito, com destaque para as regiões de latitudes médias
  • Taxa de aumento da duração anual da CAT no Atlântico Norte: {b:17,37,55}
    • CAT leve ou superior: aumento de 17%
    • CAT moderada ou superior: aumento de 37%
    • CAT severa ou superior: aumento de 55%

A ligação entre correntes de jato e mudanças climáticas

  • Os locais onde a CAT foi observada com maior intensidade mostram correlação com as correntes de jato globais
  • Correntes de jato são fluxos de ar rápidos e estreitos encontrados perto da tropopausa e desempenham papel importante na definição dos padrões de tempo e clima
  • No estudo de Prosser, uma das principais razões para o aumento da CAT é a intensificação das correntes de jato impulsionada pelo aquecimento global
    • À medida que a temperatura global aumenta, o gradiente de temperatura entre o equador e as regiões polares fica mais pronunciado
    • Essa mudança intensifica as correntes de jato e aumenta a possibilidade de turbulência
  • O estudo de Williams and Joshi 2013 prevê que, em um cenário em que a concentração atmosférica de CO2 dobre em relação ao período pré-industrial, a CAT moderada ou superior pode aumentar em até 83,9%

O ônus para o setor aéreo

  • O aumento da CAT cria desafios tanto de segurança quanto de custo para o setor aéreo
  • Segundo Prosser et al., estima-se que a CAT gere cerca de US$ 200 milhões por ano em custos para o setor aéreo apenas nos EUA
    • Fadiga adicional da estrutura da aeronave
    • Custos de manutenção
    • Possibilidade de ferimentos em passageiros e tripulantes
  • Como a CAT é difícil de prever e muitas vezes ocorre sem aviso, ela continua sendo uma preocupação importante para a segurança aérea

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2024-06-30
Opiniões no Hacker News

  • A maioria dos ferimentos por turbulência de céu claro (CAT) noticiados recentemente com grande destaque ocorreu em voos de longa distância entre a Europa e o sul da Ásia
    Nos últimos anos, nessa rota, os trajetos de voo ficaram mais estreitos ao evitar o espaço aéreo da Ucrânia, Rússia, Israel e Afeganistão, e o aumento dos desvios reduziu as opções para evitar condições meteorológicas
    O fato de uma parte considerável do voo passar sobre regiões quentes e montanhosas também pode ter contribuído para o aumento de incidentes de turbulência perigosos, mesmo que as próprias condições não tenham se tornado mais comuns

    • É estranho este ser o comentário mais bem avaliado. O mapa de calor no artigo mostra aumento de CAT em várias regiões do mundo, e muitas delas não ficam em rotas Europa–sul da Ásia
      Além disso, a pergunta central que o artigo tenta responder não é “os acidentes por CAT aumentaram?”, mas algo mais próximo de “a própria CAT aumentou?”
      Hoje olhei algumas rotas, por exemplo CDG->SIN[0], e elas não passam perto de áreas com CAT forte no mapa de calor. O LHR-SIN SQ321[1], que teve uma morte em maio, também, segundo o artigo, depois foi considerado não ser CAT; não passa por áreas de alto risco de CAT e, na verdade, atravessa o espaço aéreo russo
      A expressão “reduziu as opções para evitar condições meteorológicas” também não combina com a natureza da CAT. Muitas vezes a CAT não tem grande relação com condições meteorológicas e, mesmo quando tem, sua característica é ser difícil de evitar porque é difícil receber aviso prévio suficiente
      [0] https://www.flightstats.com/v2/flight-tracker/SQ/335?year=20...
      [1] https://www.flightstats.com/v2/flight-tracker/SQ/321?year=20...
    • A afirmação de que “a maioria dos ferimentos por CAT noticiados recentemente com grande destaque ocorreu em voos de longa distância Europa–sul da Ásia” precisa de fonte
      Além disso, isso fala apenas de casos de CAT noticiados pela imprensa, não dos eventos de CAT no mundo todo, que são o tema do artigo
      O artigo trata de evidências globais, cita o gráfico, as evidências e a discussão de Prosser et al. comparando 1979 e 2020, e conclui que o local onde a CAT está se intensificando são as correntes de jato
    • Correção: acabei de perceber que o gráfico mostra o aumento de probabilidade entre 1979 e 2020. Então, corrigindo meu comentário, eu diria que o aumento não ficou limitado apenas àquela região geográfica e parecia ter correlação com as correntes de jato
      O estudo linkado tem um gráfico de alguma probabilidade ponderada pela duração de CAT; como é uma razão, parece corrigir a diferença no volume total de voos. É estranho o intervalo ser de 0 a 2,5 em vez de 0 a 1, mas parece mais provável que as correntes de jato estejam ficando mais turbulentas por causa das mudanças climáticas

  • Isso não parece ser sustentado pelas estatísticas de acidentes. Não parece haver uma tendência clara em acidentes relacionados a turbulência
    (https://www.ntsb.gov/safety/safety-studies/Documents/SS2101....)
    Não sei se há outros fatores mascarando, nas estatísticas de acidentes, um aumento na ocorrência de CAT

    • Um aumento na frequência de turbulência de céu claro não leva necessariamente a um aumento de acidentes ou incidentes reportáveis
      O NTSB só é notificado quando certos critérios são atendidos. Para detalhes, veja 49 CFR Part 830
      Se todo o aumento de turbulência for leve ou moderado e não houver feridos graves, não há nada a reportar ao NTSB
    • Além disso, foram analisados apenas 2 anos, então pode ser cherry-picking. As correntes de jato são influenciadas pelo El Niño
      1979 foi um El Niño fraco, e 2020 foi uma La Niña moderada
      https://ggweather.com/enso/oni.htm
    • Nesse conjunto de dados, realmente não há uma tendência detectável. Mas a frequência de acidentes é tão baixa que a variação aleatória domina e torna difícil distinguir qualquer tendência
      O que está claramente aumentando é a CAT causada pelas mudanças climáticas. Mas esses eventos são tão raros que talvez não vejamos um aumento evidente por décadas
    • Há um grande fator mascarando o aumento de CAT nas estatísticas de acidentes: os engenheiros aeroespaciais e a comunidade de engenharia aeronáutica e segurança
      A maior parte da CAT observada até agora pode ser suportada pelos projetos atuais de aeronaves, então um aumento de CAT pode não levar a uma disparada em quedas ou outros acidentes
    • A relação também pode ser inversa. Quanto mais frequente, mais treinamento e diretrizes pilotos e tripulantes recebem, como sobre controle da aeronave e como fazer os passageiros usarem mais o cinto de segurança

  • Está escrito que “o relatório Prosser aponta como uma das principais causas do aumento de CAT o fortalecimento das correntes de jato impulsionado pelo aquecimento global. À medida que a temperatura global sobe, o gradiente de temperatura entre o equador e as regiões polares fica mais pronunciado, as correntes de jato se fortalecem e a possibilidade de turbulência aumenta”
    Mas eu achava que, como as regiões polares são mais afetadas pelo aquecimento global, as correntes de jato estão enfraquecendo. Isso está errado?

    • Talvez você esteja confundindo com a Corrente do Golfo, que é uma corrente oceânica. A Corrente do Golfo está, de fato, enfraquecendo, mas as correntes de jato são fluxos atmosféricos
    • Como tendência de longo prazo, está certo. Mas, paradoxalmente, também estamos vendo períodos de correntes de jato recordemente fortes
      Na prática, há várias oscilações e teleconexões; elas próprias também são afetadas pelo aquecimento global e determinam os gradientes de temperatura por região e estação
      Coisas como QBO, El Niño/La Niña e eventos de torque orográfico conseguem mover e alterar o calor na tropopausa em pouco tempo, de modo que vemos maior variabilidade nas duas pontas do espectro
    • Acho que a sazonalidade do ambiente polar é o fator-chave. Todos os modelos preveem que as regiões polares vão aquecer muito mais rápido que o equador, então o gradiente médio de temperatura equador–polo deve diminuir; porém, enquanto o eixo da Terra continuar inclinado, o inverno ainda será inverno, e nessa estação espera-se um gradiente atmosférico acentuado
    • Tem alguma referência?
    • Eu também li dessa forma
      As regiões polares aquecem mais rápido que o equador. Por isso, o gradiente de temperatura global está diminuindo
      Como resultado, as correntes de jato não só enfraquecem, como os padrões meteorológicos ficam mais estáveis, criando períodos mais longos de seca ou inundação

  • Até o mês passado, quando finalmente li Consider Phlebas, o primeiro romance da série Culture de Ian M. Banks, eu nunca tinha ouvido a expressão Clear Air Turbulence
    Agora vejo que é um nome perfeito para uma nave de piratas espaciais

  • Fazendo uma autopromoção descarada: eu trabalho na SkyPath(https://skypath.io)
    Nós monitoramos e coletamos dados de CAT em tempo real em milhares de voos, e usamos modelos de IA para prever eventos de CAT
    Os pilotos estão muito satisfeitos com nossa solução, fechamos contrato com algumas grandes companhias aéreas dos EUA e estamos conduzindo programas de avaliação em operação real com várias outras

    • O site diz que economiza combustível; isso vem na forma de fornecimento de rotas?
      Parece que esses dados atualizados um dia terão de entrar nos sistemas de piloto automático; fico curioso sobre como é esse processo
    • “signed”?
      O que certificação tem a ver com isso aqui? Quer dizer que há dúvidas sobre a origem dos dados?

  • Alguém sabe se a pesquisa sobre detectar CAT com LIDAR é viável? Um estudo de outubro do ano passado afirmou ter encontrado uma forma de detectar CAT com antecedência usando LIDAR: http://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023Photo..10.1185Z/abstrac...
    Uma tecnologia dessas seria enorme. E, se o aumento da turbulência for real, acho que ele poderia ser facilmente ligado às mudanças climáticas e ao aquecimento recente do Pacífico e do Atlântico por causa das regras de enxofre no combustível de navios de carga, mas isso foge do assunto

  • O aumento das viagens aéreas no mundo todo também pesa. O número total de incidentes inevitavelmente vai aumentar
    O número de voos comerciais dobrou entre 2004 e 2019, e espera-se que essa tendência continue por algum tempo

  • Isso não poderia ser um viés de voos conectados à internet? Com mais voos com Wi-Fi e mais gente postando nas redes sociais, pode ser que apenas a percepção pública esteja aumentando
    Como foi dito antes, o que se registra são apenas estatísticas relacionadas a incidentes. Se incidentes que envolvem danos ou ferimentos não estiverem aumentando em proporção por voo, provavelmente é difícil chamar isso de tendência

    • O que impediria alguém de publicar o mesmo vídeo e o mesmo tweet depois de pousar?

  • Eu realmente detesto voar e fico extremamente assustado quando encontro turbulência. Mas um jornalista do meu país, que também tinha experiência como piloto, disse uma vez na TV que quando há turbulência é um dos momentos mais seguros dentro de um avião
    Não me lembro do motivo; alguém que conhece a área pode confirmar ou refutar?

    • Isso não é verdade. Não ter turbulência é melhor do que ter turbulência
      Dito isso, em aeronaves grandes modernas, passar por leves sacudidas não é perigoso para a estrutura do avião nem para passageiros devidamente presos
      Ainda assim, especialmente se você estiver em uma aeronave pequena, é essencial usar o cinto de segurança. Por exemplo, a turbulência de esteira realmente representa um risco considerável para aeronaves pequenas
    • É seguro porque você está em voo. Aeronaves quase nunca têm problemas quando estão em altitude
      Os problemas acontecem quando estão perto do solo. Decolagens e pousos são a transição entre voo e não voo, portanto são os períodos mais perigosos
    • Aviões comerciais de passageiros são feitos para suportar tensões enormes na fuselagem. Dá para ver parte disso aqui:
      https://www.youtube.com/watch?v=--LTYRTKV_A
      Outros podem me corrigir se eu estiver errado, mas, pelo que sei, a última vez que um grande avião comercial de passageiros foi perdido por causa de turbulência foi em 1966
      https://en.wikipedia.org/wiki/BOAC_Flight_911
    • Você lembra por que ele disse que era o mais seguro? Meu primeiro palpite é que seria porque os pilotos ficam mais concentrados ao atravessar turbulência
    • Patrick Smith, piloto de companhia aérea e autor, tem um texto bastante informativo sobre turbulência em seu site
      https://askthepilot.com/questionanswers/turbulence/

  • Este tópico provavelmente teria sido visto como uma reação normal se tivesse sido escrito com code-switching no estilo Bay Area ou NYC, mas parece receber muita reação negativa porque soa como algo vindo de um certo fandom de companhia aérea
    Não estou dizendo que qualquer uma dessas duas coisas realmente aconteça, mas às vezes é mesmo o que parece