Radar meteorologico

L’aereo può a buon ragione considerarsi un mezzo di trasporto sicuro e affidabile, proprio come molte statistiche confermano. Ci sono, tuttavia, eventi che possono mettere a repentaglio la sicurezza del volo: uno dei maggiori problemi è il meteo, motivo per cui gli aerei sono dotati di un sistema radar meteorologico a bordo per supportare le scelte del pilota. Ma come funziona il radar meteo?

Facciamo prima una premessa: la situazione meteorologica è il risultato della presenza di aree ad alta e bassa pressione e masse d’aria con caratteristiche diverse che incontrandosi creano continuamente fronti e un’incredibile varietà di nuvole e di precipitazioni. Chiedetelo a tutti i piloti che conoscete e tutti – o almeno la maggior parte di loro – vi risponderà che non c’è niente di più bello del volare quando il cielo è tinto di blu e le condizioni meteorologiche possono dirsi perfette. Nell’aviazione commerciale, tuttavia, ci sono orari fissi di volo a cui il meteo, sfortunatamente, non obbedisce.

I maggiori pericoli per un aereo in volo sono, naturalmente, le condizioni più estreme: in particolare, forti turbolenze possono creare grossi problemi, specialmente in caso di temporali. La pioggia di per sé non è un pericolo, finché non è combinata con basse temperature, elevata intensità del vento e turbolenza. Durante il giorno, queste condizioni – conosciute come cumulonembi – di solito possono essere rilevate ad occhio nudo, ma di notte o quando tali nubi sono nascoste dietro altre nubi stratiformi, la percezione visiva del pilota non è più sufficiente.

Breve storia dei sistemi radar

Durante la seconda guerra mondiale, i sistemi radar erano già utilizzati a bordo degli aerei per aiutare i piloti nell’individuazione di altri velivoli in volo. Gli operatori radar però notarono subito che sui loro display apparivano segnali estranei, che non riconobbero subito.

Non ci volle molto tempo per comprendere che quei segnali indicavano proprio le interferenze del tempo.

Va detto che già circa 25 anni prima della seconda guerra mondiale, Sir Robert Watson-Watt, il papà dei moderni radar, stava già lavorando ad un metodo per rilevare i temporali basandosi sull’emissione delle onde elettromagnetiche.

Quando la Seconda Guerra Mondiale si concluse, il Weather Bureau degli USA ricevette 25 radar che erano stati usati dagli aerei della Marina durante la guerra. Questi radar chiamati WSR-1, WSR-1A, WSR-3 e WSR-4, furono modificati per uso meteorologico e alla fine distribuiti in tutto il paese.

Uno dei principali fattori che hanno dato il via all’utilizzo più diffuso del radar meteorologico è stata la necessità di affrontare il problema degli uragani. Nel 1954 e nel 1955, molti uragani si abbatterono lungo le coste americane: si scelse allora di mettere un budget dedicato all’implementazione dei radar sugli aerei e a terra.

Come funziona il radar meteorologico

Tutti gli aeromobili dispongono dunque di sistemi radar meteorologici integrati, che si trovano di solito all’interno del muso dell’aereo, in quello che è noto come il radome. Anche se la maggior parte del velivolo è di metallo, il radome è costruito con una materiale particolare che consente alle onde radar di passare senza ostacoli attraverso di essa.

La parola radar è l’acronimo di “radio detection and ranging”, cioè “radiorilevamento e misurazione di distanza”. Il radar meteorologico emette infatti speciali microonde che riflettono a distanza ostacoli come la pioggia, la grandine, il ghiaccio, la neve e il paesaggio circostante. Un ricevitore radar cattura questi riflessi e li indirizza al sistema.

Le nuvole sono costituite da “sacche” di gocce d’acqua e hanno superfici più o meno riflettenti: quelle che riflettono di più sono la pioggia e la neve e la grandine quando sono nello stato definito “umido” o “bagnato”; al contrario, la grandine, la neve secca e i cristalli di ghiaccio sono meno riflettenti.

Il sistema radar rileva oltre alla presenza delle gocce, anche i movimenti. Se è presente un’area di turbolenza, questa diventa “visibile” a causa di marcati cambiamenti nella velocità e nella direzione del movimento delle gocce d’acqua. Il radar meteorologico può rilevarli e fornire al pilota un’immagine dettagliata dell’intensità, delle dimensioni e della direzione dell’area interessata da turbolenza..

Il radar quindi scansiona i cieli davanti all’aereo sia in orizzontale che in verticale; poiché i sistemi radar non possono cercare lungo la curva della superficie terrestre, ma solo in linea retta, il fascio radar emesso viene costantemente regolato. Può essere impostato su diversi gradi in più o in meno: ciò è essenziale durante il decollo e l’atterraggio, dove l’aereo è inclinato ad un angolo molto più alto o più basso rispetto a quando si è in crociera.

Un altro problema può sorgere quando una grande nuvola umida ne nasconde dietro un’altra. In tali casi, le microonde vengono riflesse e attenuate dalla nuvola di fronte, mentre l’altra rimane nascosta in una sorta di “ombra radar”. Dunque non tutte le precipitazioni possono essere rilevate dal radar ed è importante che un pilota sia in grado di valutare tutte le informazioni che il sistema gli fornisce per prendere la scelta giusta. Tuttavia i sistemi radar moderni sono in grado di allertare i piloti di situazioni di forte attenuazione dovute alla presenza di una nube che potrebbe oscurare quello che c’è dietro.

Effetto sulla traiettoria di volo

Utilizzando le informazioni raccolte, il personale di controllo del traffico aereo e il pilota lavorano insieme per selezionare una nuova rotta. Quanto prima il pilota può determinare la necessità di un cambio di rotta, tanto meno dovrà deviarla. I voli notturni richiedono in particolare reazioni rapide.

Nel migliore dei casi, i passeggeri rimangono inconsapevoli di questa situazione. Spesso tutto ciò che vedono è un temporale in lontananza: sono solo le attrezzature all’avanguardia dell’aereo, come i sistemi radar meteorologici, e l’esperienza dell’equipaggio che permettono di volare in sicurezza.