Il cambiamento climatico potrebbe rendere sempre più frequenti le condizioni atmosferiche favorevoli alla formazione di turbolenze durante i voli. A indagare il legame tra riscaldamento globale e instabilità dell’atmosfera è uno studio internazionale guidato dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), che ha portato allo sviluppo di TurboMeter, un nuovo metodo per valutare quanto il clima che cambia influenzi le condizioni in cui si genera la turbolenza aerea.
La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Weather and Climate Dynamics, ha coinvolto il Centro Nazionale della Ricerca Scientifica (CNRS, Francia), il Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP, UNESCO), l’Università di Reading (Regno Unito), l’Instituto Superior Técnico (Portogallo) e l’Organizzazione europea per la sicurezza della navigazione aerea (EUROCONTROL). Il risultato principale evidenzia un aspetto significativo: a parità di configurazioni meteorologiche, il clima attuale può rendere l’atmosfera più predisposta alla formazione di turbolenza rispetto al passato. Una scoperta che apre nuove prospettive per la sicurezza del trasporto aereo e per la pianificazione delle attività di volo, soprattutto in uno scenario caratterizzato dal progressivo aumento delle temperature globali.
“La turbolenza riguarda da vicino la sicurezza di passeggeri ed equipaggi, oltre che l’organizzazione dei voli“, spiega Tommaso Alberti, ricercatore dell’INGV e primo autore dello studio. “Gli episodi più intensi possono provocare infortuni a bordo, richiedere deviazioni della rotta che aumentano il consumo di carburante, oltre a provocare ritardi e possibili cancellazioni. Capire come il riscaldamento globale modifica le condizioni in cui si sviluppano è quindi essenziale per preparare il settore dell’aviazione ai cambiamenti già in atto“.
Oltre 3mila segnalazioni per analizzare il fenomeno
Per verificare il rapporto tra cambiamento climatico e turbolenza, il gruppo di ricerca ha esaminato oltre 3mila segnalazioni automatiche effettuate dai piloti di aerei di linea. I dati riguardano episodi di turbolenza di intensità almeno moderata registrati in 4 delle principali aree del traffico aereo mondiale: Atlantico settentrionale, Pacifico settentrionale, Asia orientale e Stati Uniti continentali. L’analisi ha permesso di confrontare situazioni meteorologiche simili, verificando come le condizioni favorevoli alla turbolenza si modifichino in presenza di un clima più caldo rispetto a uno più freddo. In questo modo, TurboMeter consente di distinguere il contributo del riscaldamento globale da quello della naturale variabilità climatica.
“Per circa il 68% delle segnalazioni analizzate, TurboMeter ha individuato un ruolo primario e dominante del cambiamento climatico di origine antropogenica nell’aumentare le condizioni favorevoli alla turbolenza. Nella restante parte dei casi emerge invece che il cambiamento climatico si è aggiunto alle condizioni indotte dalla variabilità naturale del clima“, continua Alberti. “Uno dei segnali più evidenti riguarda le differenze di velocità e direzione del vento tra quote vicine: quando diventano più marcate, possono favorire la formazione di turbolenza. E alcune forme di turbolenza, come quella di aria chiara, si manifestano anche in assenza di nubi e sono difficili da individuare con i radar meteorologici convenzionali e i sistemi di bordo degli aerei“.
Proprio la turbolenza in aria chiara rappresenta una delle maggiori criticità per il settore aeronautico. Non essendo necessariamente associata alla presenza di nubi, può risultare particolarmente difficile da individuare attraverso i radar meteorologici tradizionali e gli strumenti installati sugli aeromobili. Migliorare la capacità di prevedere le condizioni che ne favoriscono la formazione diventa quindi un obiettivo importante per ridurre i rischi durante la navigazione aerea.
TurboMeter Live: dalle analisi scientifiche alle previsioni operative
Dallo studio è nata anche una nuova applicazione del metodo: TurboMeter Live, una versione previsionale che ha già superato la fase di test e che permette di trasferire i risultati della ricerca direttamente nelle previsioni meteorologiche. Il sistema utilizza i dati del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF), analizzando le condizioni attese per il giorno successivo e per quelli seguenti.
Il funzionamento si basa sul confronto tra le previsioni e situazioni meteorologiche analoghe verificatesi in passato. Le mappe elaborate consentono così di individuare le aree maggiormente predisposte alla formazione di turbolenza e di stimarne il livello di pericolosità rispetto alle caratteristiche climatiche locali. Il raffronto con i dati storici permette inoltre di isolare e quantificare il contributo del cambiamento climatico.
“Con TurboMeter Live partiamo dalle previsioni per capire dove sono attese condizioni favorevoli alla turbolenza e se e quanto queste risultino intensificate rispetto a situazioni meteorologiche simili del passato“, prosegue Alberti. “Aggiungiamo così alla previsione meteorologica anche un’informazione sul ruolo del clima che cambia, indicando di quanto e dove ci siano differenze dovute al riscaldamento globale“.
Un’attenzione particolare alle aree aeroportuali
L’applicazione del metodo non si limita alle rotte aeree, ma si estende anche alle aree aeroportuali, dove le condizioni meteorologiche possono incidere direttamente sulla regolarità e sulla sicurezza delle operazioni. Per gli scali analizzati, TurboMeter Live integra gli indicatori relativi alla turbolenza in quota con informazioni su vento, raffiche, precipitazioni, temperatura e condizioni favorevoli allo sviluppo di temporali al suolo. Anche in questo caso, il confronto tra situazioni meteorologiche simili del passato e quelle attuali permette di comprendere come il cambiamento climatico stia modificando i parametri atmosferici rilevanti per la gestione degli aeroporti. Si tratta di informazioni che possono supportare non soltanto le compagnie aeree e i piloti, ma anche i gestori aeroportuali e i servizi di controllo del traffico aereo, chiamati a pianificare le attività tenendo conto di condizioni climatiche in evoluzione.
“Per l’aviazione è importante poter leggere insieme ciò che accade lungo le rotte e le condizioni meteorologiche nell’area degli aeroporti e TurboMeter Live consente di farlo in modo semplice ed intuitivo ma anche con un livello di dettaglio molto elevato. Possiamo fornire direttamente informazioni su una specifica pista di un aeroporto, sull’area dell’hub aeroportuale, fino all’intero dominio Mediterraneo ed Europeo“, conclude Alberti. “L’obiettivo è fornire a compagnie aeree, gestori aeroportuali e servizi del traffico aereo informazioni utili per prepararsi alle condizioni attese e pianificare l’adattamento al cambiamento climatico, dal singolo volo all’intero hub aeroportuale. Proteggere passeggeri ed equipaggi e limitare le interruzioni operative richiede anche di trasformare i risultati della ricerca in strumenti vicini alle esigenze di chi gestisce i voli“.
Con TurboMeter Live, dunque, la ricerca scientifica compie un passo verso applicazioni operative concrete. La possibilità di valutare non soltanto dove potrebbero verificarsi fenomeni di turbolenza, ma anche quanto il riscaldamento globale contribuisca a renderli più probabili, offre al comparto aeronautico un nuovo strumento per affrontare le sfide poste dal cambiamento climatico. Un approccio che punta a rafforzare la prevenzione, tutelare passeggeri ed equipaggi e migliorare la capacità di adattamento dell’intero sistema del trasporto aereo.