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La turbolenza sta peggiorando. Sarebbe meglio se gli aerei assomigliassero di più agli uccelli?

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ASCOLTA | Cosa peggiora la turbolenza:

Cosa diavolo24:22Volo accidentato? La colpa potrebbe essere il cambiamento climatico

Quando Luke Wheeldon salì sul volo Air Canada AC33 nel luglio del 2019, period esausto.

Stava tornando a casa in Australia dopo che la sua band, Hurricane Fall, aveva suonato al competition musicale a PEI “Eager for a sleep”, si sedette vicino al retro dell’aereo verso mezzanotte, allacciò la cintura di sicurezza e sperò che nessuno lo disturbasse.

Più in alto sull’aereo c’period Linda Woodhouse. Lei e il suo compagno erano in viaggio per Perth, in Australia, doveprima che Woodhouse avesse accettato un lavoro da professore all’università.

Ci sarebbero volute 15 ore da Vancouver a Sydney e l’aereo period abbastanza pieno: vecchi, giovani, genitori con bambini piccoli, madri che allattavano i loro bambini. Ma Woodhouse period abituato a volare e si allacciava con calma la cintura.

Luke Wheeldon, a sinistra, e Linda Woodhouse erano sul volo Air Canada AC33 quando fu colpito da una forte turbolenza in aria limpida. (Luke Wheeldon/Fb/Inserito da Linda Woodhouse)

Sette ore dopo, l’odore della colazione si diffuse nell’aereo e alcuni passeggeri si stavano svegliando. Il divieto di WheeldonIl mio compagno si alzò per andare in bagno.

“Non c’period alcuna indicazione di nulla”, ha ricordato. “C’è stato un piccolo rombo, ma i segnali delle cinture di sicurezza non erano accesi.”

Fu allora che Woodhouse ricordò alcuni rapidi sobbalzi, turbolenze che sembravano “numerous”.

Lei rsi avvicinò al suo compagno, per assicurarsi che la sua cintura fosse allacciata. Period.

“Poi l’aereo è semplicemente caduto”, ha detto.

“Sembrava come se King Kong avesse afferrato l’aereo e lo avesse scosso”, ha detto Wheeldon. “Davanti a me, circa 50 strane persone sono volate sul tetto.”

Il rumore dei corpi che colpivano il bagagliaio period molto inquietante, cube Woodhouse. Cube che pensava che l’aereo stesse precipitando.

La signora anziana davanti a lei non indossava la cintura di sicurezza ed è volata in alto e ha sbattuto la testa contro il soffitto. Gli assistenti di volo furono lanciati in aria.

Il compagno di band di Wheeldon accanto a lui, appena tornato dal bagno e non ancora allacciato la cintura, fu gettato nel bagagliaio di sopra. Successivamente si scoprì che si period rotto il collo in sei punti, secondo Wheeldon.

Tre uomini intorno al paziente maschio nel letto d'ospedale con i pollici in su.
La band australiana Hurricane Falls dopo la forte turbolenza in aria limpida. Da sinistra a destra: Dusty Coffey, Pepper Deroy, Jesse Visser, Luke Wheeldon. (Inviato da Luke Wheeldon)

Ma poi, l’aereo “ha tremato ancora un po’, e poi tutto è finito”, ha detto Wheeldon.

Quelli 10-15 secondi quella sinistrat 37 persone ferite è stata causata da un fenomeno noto come forte turbolenza in aria limpidache sta accadendo sempre più spesso e che si prevede peggiorerà ulteriormente a causa del cambiamento climatico.

Questo aumento ha spinto i ricercatori a studiare come prevedere meglio la turbolenza dell’aria limpida e a guardare alla fisica degli uccelli per rendere questa forza caotica meno pericolosa.

Perché sta aumentando?

Paolo Williams, il capo del Dipartimento di Meteorologia dell’Università di Studying nel Regno Unito, è sempre stato affascinato dalle turbolenze. Lo nota ovunque.

“Non solo sui voli, ma ovunque intorno a noi, nella tua tazza di caffè, nella vasca da bagno, nell’oceano, nell’atmosfera.”

L'uomo con gli occhiali sta accanto alla struttura metallica.
Paul Williams, capo del dipartimento di meteorologia dell’Università di Studying, nel Regno Unito, ha condotto una ricerca per stabilire la connessione tra una corrente a getto riscaldante e la turbolenza dell’aria limpida. (Inserito da Paul Williams)

La sua ricerca ha messo in luce questo legame tra cambiamento climatico e aumentato chiaro-UNla loro turbolenza.

A differenza di altri tipi di turbolenza, causati dal volo attraverso una tempesta o vicino a una grande montagna, puoi volare attraverso “cieli azzurri” e colpirlo comunque, cube Williams.

È proprio questa turbolenza invisibile dell’aria limpida che sta diventando più diffusa man mano che il pianeta si riscalda.

Un aereo dell'Air Canada è visto contro un cielo blu chiaro
Un volo Air Canada è visto contro un cielo blu. Le turbolenze in aria limpida non sono causate dal maltempo ed è difficile da prevedere. (Mike Hillman/CBC)

“Tutto si riduce a ciò che i cambiamenti climatici stanno facendo ai modelli di temperatura nell’atmosfera, e in particolare all’atmosfera superiore tra 35.000 e 40.000 piedi”, o da 10 a 12 km sopra il livello del mare.

Il motivo è che a quel livello, la corrente a getto – una corrente di venti molto forti dove gli aerei amano volare – si sta riscaldando più velocemente vicino all’equatore che vicino ai poli. (A livello del suolo, è vero il contrario, con l’Artico che si riscalda più velocemente che altrove.)

QuestoLa collisione dell’aria più calda con l’aria più fredda ai margini della corrente a getto sta creando qualcosa chiamato wind shear, che aumenta con l’altezza. “Quindi più si sale nell’atmosfera, più diventa ventoso”, ha detto Williams.

È quella corrente a getto “più ventosa” che crea turbolenze nell’aria limpida.

UN quantità più ventoso. Williams ha scoperto che oggi sul Nord Atlantico c’è Turbolenze in aria limpida più intense del 55%. rispetto al 1979. Nel Nord America, cube, c’è il 41% in più rispetto al 1979.

Difficile da prevedere

Perché la turbolenza dell’aria limpida non può essere vista o rilevata con le apparecchiature di bordo, è difficile per i piloti evitarlo, ma gli scienziati stanno lavorando su previsioni migliori.

È stato difficile, a causa dei vortici che causano turbolenze nel pianoSuccede su una scala troppo piccola per i modelli di laptop disponibili da acquisire.

Williams afferma che gli algoritmi di previsione sono migliorati grazie a migliori osservazioni satellitari e advert una migliore comprensione di come si forma la turbolenza.

“Quando ho iniziato a pensare alla turbolenza, le previsioni erano correct al 60% circa… Nel corso della mia carriera, negli ultimi due decenni e mezzo, quella cifra è aumentata [to] 75 o forse anche 80%”.

Ma si prevede che il problema peggiorerà anche molto. Se non si interviene per ridurre le emissioni, si prevede che le forti turbolenze in aria limpida raddoppieranno sul Nord America, sul Nord Pacifico e sull’Europa.

GUARDA | Gravi turbolenze aeree in aumento a causa del cambiamento climatico, afferma uno studio:

Gravi turbolenze aeree in aumento a causa dei cambiamenti climatici, cube lo studio

Gravi turbolenze, come quella su un volo dell’American Airways che ha lasciato 10 persone bisognose di treatment ospedaliere, stanno diventando più frequenti a causa di fattori causati dal cambiamento climatico, suggerisce un recente studio

Finora, la turbolenza sta crescendo più velocemente della capacità di prevederla.

Guardando agli uccelli

Da bambina, Aimy Wissa amava gli aeroplani e sapeva che voleva studiarli.

Ora è professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica all’Università di Princeton e quell’amore per il volo ha preso una nuova forma.

“[In grad school] Stavo leggendo qualcosa sugli uccelli… documenti tecnici, e me ne sono innamorato”. Nella sua attuale posizione di capo di Princeton laboratorio di morfologia bioispirataquei due amori si uniscono.

Quattro persone circondano un modellino di aereo telecomandato.
Da sinistra a destra, Ahmed Okay. Othman, Girguis Sedky, Hannah Wiswell e Aimy Wissa nella galleria del vento presso il Gasoline Dynamics Laboratory, Princeton College, 12 settembre 2024. (Lori M. Nichols/Università di Princeton)

Il laboratorio mira a imparare dalla natura per far funzionare meglio i sistemi meccanici. Guardano i pesci volanti per vedere cosa possono insegnare loro sulla realizzazione di una macchina in grado sia di nuotare che di volare. Oppure cosa può mostrare un insetto agli ingegneri su come rendere tremendous potente una piccola macchina.

E, naturalmente, cosa possono insegnarci gli uccelli su come costruire aerei?

Nel 2024 lei e il suo crew hanno pubblicato uno studio sottoposto a revisione paritaria con alcuni risultati promettenti dalla ricercaarco cosa possono insegnarti gli uccelliSi tratta di come rendere gli aeroplani più stabili in condizioni di volo avverse, come turbolenze inaspettate. L’obiettivo è espandere l’inviluppo di volo dell’aereo, che rappresenta fondamentalmente i limiti operativi sicuri per un aereo.

“Pensa a un’aquila, pensa a tutte le cose che un’aquila deve fare. Può volare in un ambiente disordinato… può avvicinarsi all’acqua e prendere un pesce che pesa quasi la metà del suo peso, sai, cose pazzesche del genere.”

Gli uccelli hanno più strati di piume sulle ali, Wissa e il suo crew hanno esaminato un tipo chiamato “piume nascoste” che sono stratificate sopra il resto delle piume di un’ala.

Hanno simulato queste piume attaccando un lembo di plastica sull’ala di un piccolo aeroplano telecomandato. Dopo aver testato la posizione migliore per questo lembo in una galleria del vento a Princeton, hanno portato l’aereo all’esterno.

Immagine composita che mostra il lembo di plastica in alto e il piano del modello in basso.
Il gruppo di ricerca ha utilizzato un lembo di plastica, nella parte superiore, progettato per imitare le piume nascoste di un uccello, e lo ha testato su un aereo telecomandato. (Lori M. Nichols/Università di Princeton)

Hanno costretto l’aereo a stallare, facendogli sostanzialmente perdere la capacità di creare portanza che è ciò che permette a un aereo di volare.

Hanno scoperto che questo piccolo lembo non solo rendeva meno probabile lo stallo dell’aereo, ma aiutava anche il pilota a navigare durante un periodo di stallo.

“Quindi penso che sia promettente”, ha detto Wissa. Ha detto che anche se i flap non sono pronti per gli aeroplani, la scoperta che potrebbero supportare voli più stabili è “molto eccitante”.

GUARDA | Utilizzando un lembo per imitare le piume degli uccelli per una migliore stabilità:

Lembi di prova progettati per imitare le piume nascoste di un uccello

Questo video GoPro del laboratorio di morfologia adattiva bio-ispirato dell’Università di Princeton mostra il take a look at di un flap progettato per rendere gli aeroplani più stabili in turbolenze inaspettate.

Cosa possono fare i volantini?

Linda Woodhouse e Luke Wheeldon hanno volato molte volte da quel terrificante evento del 2019 sul volo Air Canada AC33.

Ma per Woodhouse, sono i momenti prima del volo che sono cambiati per sempre.

“Salgo su un volo, ora ti fermi e pensi, questo è l’ultimo? E non sono mai stato così prima […] ti fermi e dici, l’ho detto alla mia famiglia, l’ho detto ai miei mentori, l’ho detto ai miei amici quanto ci tengo a loro?

C’è un altro controllo mentale che fa ogni volta che sale su un volo.

“Guardo quanta gente si toglie la cintura di sicurezza per addormentarsi, eccetera, e devo trattenermi dall’andare a dire, dovresti davvero volare con la cintura di sicurezza.”

I dati lo confermano, afferma Paul Williams.

“Se si guarda ai feriti, non ci sono quasi feriti tra i passeggeri che indossavano la cintura di sicurezza. È praticamente una garanzia di sicurezza. È pazzesco non tenere la cintura di sicurezza allacciata.”

“Indossa e basta quella dannata cintura di sicurezza”, disse Luke Wheeldon.

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