Rischi derivanti da eruzioni vulcaniche e tempeste di sabbia nel settore dell'aviazione: un sistema di preallarme rapido con la rete EARLINET
Le eruzioni vulcaniche e le tempeste di sabbia influenzano le attività umane e soprattutto rappresentano un pericolo per i trasporti, come quella del 2010, quando il vulcano islandese Eyjafjallajokulll ha messo in ginocchio per settimane l’intero settore del trasporto aereo. Per questo motivo, è necessario uno studio capillare per sviluppare prodotti ad-hoc per mitigare gli effetti di possibili intrusioni di sabbia o ceneri vulcaniche nello spazio aereo europeo. Un sistema che sia in grado di rivelare presenza di ceneri o sabbia in quota con conseguente sistema di allarme è basilare nell’implementare una procedura operativa per il monitoraggio e protezione da questi eventi. A livello storico, i lidar non sono stati mai impiegati in modo operazionale a causa della non disponibilità di misure di qualità in tempo reale. Per questo motivo l’informazione è incompleta visto che manca il dettaglio verticale della misura, fondamentale per applicare eventuali strategie di mitigazione per l’aviazione come i succitati eventi estremi che possono pregiudicare la sicurezza dei voli.
Le osservazioni della rete lidar Europea EARLINET sono in grado di rispondere a questa necessità grazie allo sviluppo di nuovi prodotti specifici. Usando la lunghezza d’onda nel verde (532nm), attraverso una procedura che prevede due step, viene calcolato come prima cosa iterativamente il coefficiente di retrodiffusione del particolato atmosferico e poi il corrispettivo rapporto di depolarizzazione. Da queste prime misure è possibile ottenere il coefficiente di retrodiffusione degli aerosol con diametro maggiore attraverso la metodologia POLIPHON (Polarization-Lidar Photometer Networking). In secondo luogo, applicando dei valori soglia precedentemente definiti è possibile stabilire se il particolato atmosferico rappresenta un pericolo per l’aviazione.
La (Fig. 1) mostra il diagramma di flusso dell’algoritmo che invia tre differenti livelli di allarme, come prescritto dalla International Civil Aviation Organization (ICAO, 2014) e riferito come concentrazione di massa del particolato. Gli aerei sono in grado di volare sotto una soglia di 0.2 mg/m3 mentre quando la concentrazione supera 2 mg/m3 e 4 mg/m3 (dipendente dal tipo di aereo) il volo è vietato.
La metodologia, come caso di studio, è stata applicata durante un’incursione di sabbia nello spazio aereo di Creta il 21-22 Maggio 2018 (Fig. 2). Forti venti Khamsin a terra e nella colonna atmosferica in Libia hanno sollevato imponenti nubi di sabbia che sono state trasportate fino ad Heraklion, con conseguente chiusura dell’aeroporto a causa di concentrazioni di oltre 6 mg/m3 il 22 Maggio. La figura 2 mostra i risultati ottenuti attraverso la metodologia con un’allerta presente per l’aviazione (livello:basso) che indica la presenza di sabbia del deserto a circa 4 Km.
(fig.1)
(fig.2)
Figure 2: EARLINET observations at Finokalia on 21 March 2018: (a) the coarse particle backscatter coefficient at 532 nm, (b) the particle depolarization ratio at 532 nm, (c) the cloud screening output, and (d) the alert for aviation.
Per informazioni
Papagiannopoulos Nikolaos, CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Approfondimenti
Papagiannopoulos, N., D'Amico, G., Gialitaki, A., Ajtai, N., Alados-Arboledas, L., Amodeo, A., Amiridis, V., Baars, H., Balis, D., Binietoglou, I., Comerón, A., Dionisi, D., Falconieri, A., Fréville, P., Kampouri, A., Mattis, I., Mijić, Z., Molero, F., Papayannis, A., Pappalardo, G., Rodríguez-Gómez, A., Solomos, S., and Mona, L.: An EARLINET early warning system for atmospheric aerosol aviation hazards, Atmos. Chem. Phys., 20, 10775–10789, https://doi.org/10.5194/acp-20-10775-2020, 2020.
Sito web
https://acp.copernicus.org/articles/20/10775/2020/acp-20-10775-2020.html
