Wind Shear - PPL Lezione 27

Definizione di Wind Shear

Slide 28 – Definizione di Wind Shear

Il Wind Shear (WS) è definito come una variazione della velocità e/o della direzione del vento nello spazio (orizzontale e/o verticale). Può verificarsi a qualsiasi quota, ma è particolarmente pericoloso a bassa quota durante le fasi di decollo e atterraggio.

Due componenti:

Wind Shear orizzontale: variazione del vento nella direzione orizzontale (es. cambio di direzione/velocità attraversando un fronte)
Wind Shear verticale: variazione del vento con la quota (es. inversione termica, jet stream a bassa quota)

Slide 29 – Wind Shear orizzontale e verticale

Shear Rate

Slide 30 – Shear Rate: tasso di variazione del vento

Lo Shear Rate è il tasso di variazione della velocità del vento nel tempo, espresso in kt/s. Rappresenta l'accelerazione percepita dall'aeromobile durante l'attraversamento di una zona di wind shear.

IMPORTANTE: Non esiste una classificazione oggettiva universale del wind shear, perché l'effetto sull'aeromobile dipende da molteplici fattori:

Peso dell'aeromobile: aerei più pesanti hanno maggiore inerzia
Tempo di permanenza nel WS: esposizione prolungata = effetto maggiore
TAS (True Air Speed): a velocità più alte, lo shear relativo è minore

Shear Rate = ΔV / Δt [kt/s] — accelerazione percepita dall'aeromobile

Cause del Wind Shear

Slide 31 – Principali cause del Wind Shear

Le principali cause meteorologiche del wind shear sono:

Causa	Meccanismo	Quota tipica
Fronti	Discontinuità di massa d'aria	Tutte le quote
Temporali	Correnti discendenti (downburst, microburst)	Bassa quota
Inversione termica	Gradiente termico invertito con WS al top	Strato limite
Orografia	Accelerazione e deviazione del flusso	Bassa quota
Low Level Jet	Corrente a getto a bassa quota (notturna)	300-1500 ft AGL

Slide 32 – Schema riassuntivo delle cause di wind shear

Wind Shear Frontale

Slide 33 – Wind Shear associato ai fronti

Fronte caldo: la variazione del vento è generalmente graduale. La superficie frontale ha una pendenza dolce (1:150 circa), quindi il WS è distribuito su una zona ampia e meno concentrato.

Fronte freddo: la variazione del vento è brusca e intensa. La superficie frontale è più ripida (1:50 circa), con cambio di direzione e velocità del vento concentrato in uno spazio ridotto. WS più pericoloso.

Slide 34 – Confronto tra WS al fronte caldo e fronte freddo

ATTENZIONE: Il wind shear frontale è più pericoloso al fronte freddo, dove il cambio di vento è brusco e concentrato. Durante l'avvicinamento in prossimità di un fronte, prestare massima attenzione alle variazioni di IAS e sentiero di discesa.

Gust Front

Slide 35 – Gust Front: fronte delle raffiche del temporale

Il Gust Front è il fronte delle raffiche che precede un temporale al suolo. Si forma quando la corrente discendente (downdraft) del Cb raggiunge il suolo e si espande orizzontalmente, creando una zona di forte wind shear davanti al temporale.

Schema ICAO del Gust Front:

Updraft: corrente ascendente alimenta il temporale dal lato del moto
Downdraft: corrente discendente dal nucleo del Cb
Surge of cold air: ondata di aria fredda al suolo che si propaga davanti al temporale
Il gust front può precedere il temporale di 10-15 NM

Slide 36 – Schema ICAO del Gust Front

Slide 37 – Dettaglio della struttura del Gust Front

Downburst

Slide 38 – Downburst: corrente discendente dal Cb

Il Downburst è una forte corrente discendente originata da un cumulonembo (Cb) che, raggiungendo il suolo, si espande radialmente in tutte le direzioni generando venti orizzontali molto intensi e pericoloso wind shear.

Dimensioni tipiche:

Estensione in quota: 3-4 miglia dalla base del Cb
Estensione al suolo: fino a 15 miglia di diametro
Velocità discendente: fino a 60 kts

Slide 39 – Schema del downburst e espansione al suolo

Microburst

Slide 40 – Microburst: il downburst concentrato

Il Microburst è un downburst di dimensioni ridotte ma di intensità estrema. È il fenomeno di wind shear più pericoloso per gli aeromobili in fase di decollo e atterraggio.

PERICOLO ESTREMO – Caratteristiche del Microburst:

Diametro: inferiore a 2 NM (circa 4 km)
Durata: inferiore a 10 minuti
Velocità discendente: fino a 60 kts (30 m/s)
Velocità orizzontale: fino a 140 kts al suolo
Vortex ring: anello vorticoso che circonda la colonna discendente

Slide 41 – Struttura del microburst e vortex ring

Perché il microburst è così pericoloso: le sue dimensioni ridotte e la breve durata lo rendono estremamente difficile da prevedere e rilevare. Un aeromobile in avvicinamento può attraversarlo in pochi secondi, subendo variazioni di vento di oltre 100 kts.