O radar meteorológico é uma grande ferramenta, mas precisamos de todos os nossos sentidos para evitar as tempestades convectivas.
Não há desculpas para qualquer piloto voando nos Estados Unidos, que alegue não ter visto alguma foto recente de radar, quando há possibilidade de tempestades ao longo da rota. Qualquer computador pode linkar aos sites de radares da Nexrad, antes da decolagem, e os dados de satélite mais recentes dos radares meteorológicos, estão disponíveis a um preço que compensa a quem pilota aviões.
Imagens de radar são apenas alguns dos ingredientes necessários para a formulação de um plano para evitar mau tempo. O radar é a ferramenta mais importantem mas precisa de dados provenientes de outras fontes para que se tenha um quadro realísta do clima.
O Radar, como se sabe, funciona transmitindo um sinal de rádio,curto e poderoso. A energia gerada pela onda, é focada numa determinada faixa e originada em uma antena que se move com a aeronave. Quando a energia gerada atinge um objeto, uma pequena quantidade dela é refletida de volta à antena do radar. Calculando-se o tempo decorrido , entre ida e volta, do pulso emitido pelo radar, a distância do alvo pode ser calculada com precisão. O ângulo da antena durante a transmissão do pulso e o eco recebido, fornece a direção ou proa do alvo.
A primeira utlidade prática do radar, era detectar aviões e embarcações inimigas, a distâncias que naquele estágio tecnológico, não podiam ser obtidas. Os pioneiros no uso do radar, rapidamente descobriram que a energia de radio transmitida pelo radar, seria refletida de volta, não somente em relação aos aviões, como também em relação às precipitações (chuva,neve). Isto constituia-se em um sério obstáculo para a missão de detectar alvos reais, e esforços maciços foram feitos para encontrar frequências de rádio e comprimento de ondas que pudessem penetrar nas precipitações , passar por elas e encontrar o alvo.
Mas a serendipicidade do radar em detectar a precipitação, assim como aviões e embarcações, logo foi percebida e novos tipos de radares foram desenvolvidos, e inclusive, radares otimizados para medir e rastrear precipitações. Pela primeira vez, os meteorologistas poderiam localizar as precipitações , a grandes distâncias e ainda medir seu movimento e intensidade.
Outra feliz coincidência é proporcionada pelas gotas de chuva e as concentrações mais pesadas delas, pois são as melhores refletoras das ondas do radar e assim aparecem no radar como os ecos mais fortes. Gotas maiores e chuva intensa também são uma assinatura das tempestades. As poderosas correntes ascendentes que são necessárias para a geração de uma tempestade convectiva, também são parte do mecanismo que cria gotas de tamanho maior. Assim, quando o radar mostra um eco forte, podemos concluir que existem gotas de tamanho maior naquela área , ou seja, chuva intensa e então poderia haver ali uma tempestade convectiva.
Os modernos radares digitais, tais como o Nexrad, mostram no cockpit,computador ou na TV, imagens que vemos dos satélites, que elencam a força de um eco refletido e o codifica por meio de uma cor. O Nexrad apresenta mais de 12 diferentes níveis de força dos ecos , com as cores correspondentes, que permitem visualizar a intnsidade em cada área alvo. A cor verde clara indica ecos fracos e as cores se sucedem até tons intensos de vermelho, seguida do magenta e alguns tons de lilás para indicar os ecos mais fortes.
Assim, ficaria bem fácil evitar o mau tempo utilizando-se de um mapa radar em cores, indicando as áreas de instabilidade. Bastaria evitar as áreas que não estejam em verde e todas as tempestades seriam evitadas , certo? Há uma inverdade ai. Sim porque eventualmente, pode-se atingir uma área de turbulência e também pode-se estar voando em volta de alvos radar que não passam de uma chuva em ar estável.
Portanto, precisa-se muito mais que um radar meteorológico, para que se garanta um bom, seguro e eficiente trabalho em evitar o mau tempo. Para que se tenha uma visão melhor do quadro, é necessário que se compreenda os sistemas meteorológicos considerados e que se tenham as previsões sobre descargas elétricas.
Uma característica essencial de uma tempestade convectiva, é a ocorrência de trovões. Na antiguidade, quandos os humanos faziam suas observações do tempo, se o observador escutasse trovões, ele sabia que havia uma tempestade nas proximidades. e ele reportava isto. Ele não precisava vizualizar o raio para assegurar-se disto. Não havia necessidade de chuva. Trovões e raios, acompanhados de chuva, é reportado como TSRA.
A Avidyne lançou um novo detector de raios, o TWX670, que é capaz de mapear a atividade de raios e apresentar os dados de uma forma que lembra a visualização de uma tela radar. Da mesma forma que a imagem radar, as cores indicam níveis mais elevados de atividade , sendo a cor vermelha a indicação das áreas com maiores ocorrências.O trovão é gerado pelo relâmpago, que rapidamente aquece e espande o ar pelo qual se conduz, e a espansão é o que ouvimos como trovão. Então, o trovão, é a evidência audível da presença de raios, e os raios é que fazem uma tempestade convectiva. Ou colocando de outra forma: é a frição ds correntes de ar em movimento rápido na tempestade que se forma, que cria o raio e que por sua vez, gera o trovão.
Como pilotos, devemos desejar fazer o melhor para evitar os relâmpagos, mesmo embora, os aviões sejam projetados para suportá-los. O raio pode causar danos físicos à fuselagem, especialmente nas extremidades do avião e danificar partes da estrutura. O raio, também pode nocautear os sistemas aviônicos e elétricos. Os aviões são atingidos com frequência, e os danos nem sempre são causados pelo impacto na estrutura, mas bem que pode causar.
Embora os raios, sejam uma ameaça real, são as poderosas correntes de ar geradas pelos raios, que podem desintegrar um avião em pleno voo. Por isso, ao mesmo tempo em que deve -se consultar as fotos de radar mostrando as áreas de precipitação na tentativa da identificação de tempestades convectivas, deve-se fazer o mesmo em relação à ocorrência de raios. Evitar chuvas torrenciais e os raios, é uma boa idéia, mas o inimigo real é a turbulência, e as pedras de gelo presentes no núcleo de muitas tempestades de alta intensidade.
As fontes geradoras de dados enviam ao cockpit ou ao computador, informações sobre a ocorrência de raios. Os dados são coletados por meio de uma rede nacional de dados meteorológicos. Tais dados são muito úteis porque se há a ocorrência de raios, ali existe uma tempestade convectiva. Hoje, a precisão dos mapas indicando a ocorrência de raios é muito boa.
Se estivéssemos voando nas vizinhanças desta longa frente fria e vissemos precipitação moderada ou severa, na tela do radar; então a presença de turbulência significativa seria o que esperar. A previsão mostra tempestades convectivas ao longo da Costa do Golfo e neve sobre os Grandes Lagos.
Existem, porém, dois cuidados muito importantes ao confiar em dados referentes aos raios quando fornecidos em redes nacionais. Primeiramente, as redes detectam primariamente, ocorrência de raios da nuvem ao solo, o que é a assinatura das tempestades convectivas em fase de madureza. Contudo, durante o desenvolvimento inicial da tempestade, os raios ficam confinados dentro das núvens ou entre elas. 90% de todos os raios, podem ser dentro da núvem ou entre núvens. Este tipo de raio não pode ser detectado pelas estações em terra. Uma tempestade pode se desenvolver e gerar sérios níveis de turbulência antes que os raios comecem a ser entre núvem - solo.
Outro problema com referência às estações detectoras de raios é a latência. Os dados são coletados e então transmitidos em porções e assim já chega com alguma defasagem ao interessado. Normalmente, novos dados são transmitidos em um cíclo determinado de minutos, e assim tem-se uma defasagem entre a coleta dos dados e mais outra , antes que se receba os dados no cockpit ou no computador. Acontece porém, que as tempestades convectivas podem formar-se e intensificar-se tão rapidamente, que quaisquer defasagens nas informações acabam gerando dados que não fornecerão uma visão completa da situação do tempo;
O stormscope pode mostrar a atividade de raios, em uma célula individual, selecionando-se o ´´ strike mode´´, ou podemos optar em visualizar todos os grupos de células com atividades de raios, selecionando-se ´´cell mode´´. Em ´´strike mode´´ temos avisos mais antecipados da formação da tempestade.Uma solução para a detecção de raios seria a compra de um Stormscope L-3 Avionics, ou um sistema de detecção meteorológica TWX670 da Avidyne. Estes detectores de raios, conseguem rastrear todas as formas de raios e podem alertar quanto à uma formação de tempestade convectiva,detectando raios dentro da núvem ou entre núvens, de forma imediata, confome a tempestade se forma. Os sistemas funcionam em tempo real e assim evita-se a defasagem comentada no parágrafo anterior.
A determinação do local exato da ocorrência de raios, por parte destes equipamentos, não é tão precisa como os dados fornecidos pelas estações terrestres, mas tendo a vntagem de detecção de todos os tipos de raios e sem a ocorrência de defasagens, acaba sendo vantajoso. Afora que sistemas embarcados de detecção fornecem autonomia das redes de satélites quando se voa fora dos EUA.
Finalmente, para entende o que pode ser visto nas fotos fornecidas pelo Nexrad, mesmo sem a ocorrência de raios, é necessário compreender a situação meteorológica como um todo. Se o ar é estável, se há ou não frentes significativas ou sistemas de baixa pressão presentes nas proximidades, e também se os ventos em altitude não são muito fortes , a precipitação visualizada provavelmente não será causada por tempestades ou núvens de turbulência. Contudo, se o ar for instável - o ar esfria rapidamente conforme a maior altitude - poderá significar a existência de uma frente nas proximidades, ou algum sistema de baixa pressão e neste caso deve-se levar em conta ate mesmo a detecção de baixas ocorrências de raios. As condições podem não ir de encontro às exigências para que se considere a ocorrência meteorológica, de tempestade convectiva, e as tempestades podem até não ter desenvolvimento, contudo, ainda assim podem gerar ar muito turbulento e tornar o voo muito duro.
Devemos também considerar a latitude do voo e a estação do ano, ao analisar-se os dados fornecidos pelo radar. Chuvas extremamente pesadas, formam-se com mais frequência nos trópicos, ou mesmo em latitudes médias no verão, sem ser resultado de convecção severa ou turbulência. Por exemplo, uma foto radar de uma chuva intensa, voando-se pelo sul da Flórida, no verão, seria bem diferente de uma foto radar de Okclahoma, na primavera ou no verão. Os elementos que favorecem a ocorrência de chuvas intensas, estão disponíveis com frequência, na Flórida, e geralmente, sem a presença de fortes ventos e rajadas necessárias para a geração de uma tempestade convectiva. Entretanto, mas altas latitudes e longe das águas quentes dos trópicos, pode-se ter certeza que grandes forças estão presentes para criar uma foto radar que mostre precipitação pesada.
A Collins leva vantagem com seu novo radar meteorológico de bordo. O radar trabalha em conjunto com as infomações de latitude-longitude do sistema de navegação de bordo, e recebe dados sobre a data e horário presentes. Com uma base de dados contendo o histórico das informações meteorológicas, o radar pode determinar alvos de precipitação baseados no grau de possível ameaça. Ainda pode utilizar técnicas de Doppler para medir a intensidade da turbulência, contudo, o recurso só é eficaz a curtas distâncias. Assim, o radar da Collins disponibiliza aos pilotos, informações obtidas em milhares de voos anteriores , por milhares de horas, ao longo da mesma rota.
Outra consideração importante ao analisar a imagem do radar Nexrad, é observar os gradientes dos ecos. Gradiente é a distância entre ecos cada vez mais fortes na tela. Se os dados vão do verde ao amarelo e ao vermelho, em uma curta distância, saber-se-á então ser um gradiente elevado. Se passam muitas milhas entre as mudanças de intensidade dos ecos, então será um gradiente baixo. Um gradiente elevado é uma assinatura radar de uma tempestade convectiva e turbulência significativa. Mesmo com a ausência de raios na área, um gradiente elevado na tela do radar, certamente estará indicando a existência de turbulência e condições de voo extremamente desconfortáveis. Gradientes elevados devem ser evitados por várias milhas.
Gradientes elevados na imagem radar podem levar a crer na existência de buracos entre as tempestades, mas aqueles buracos, geralmente não existem. Por exemplo: pode não haver retorno de ecos, nem mesmo ecos leves, entre dois alvos com grandiente elevado. Contudo, se aqueles alvos radar estão muito próximos, digamos, 10 milhas, é provável então que exista interação entre as duas células. Se voamos entre as duas células de gradiente elevado, poderemos estar evitando a turbulência mais severá das células, mas o ar no buraco entre elas poderá ser muito turbulento, de qualquer forma. Em níveis mais baixos, existirão núvens entre os dois ecos, mesmo embora não haja precipitação com intensidade suficiente para ser visualizada no radar. E em todos os níveis de voo, mesmo que o ar se apresente sem núvens, o buraco entre duas grandes células representadas na tela do radar, pode apresentar condições reinantes extremamente perigosas.
Devemos estar conscientes da direção para onde os alvos visualizados se movem. O ar mais turbulento localiza-se geralmente na área frontal do sistema e assim a distância a ser mantida deverá ser maior. Se as imagens não nos permitem determinar a direção para onde os ecos se movem, deveremos então observar os grandientes , pois eles são geralmente mais elevados na área frontal do sistema.
Finalmente, devemos observar visualmente as núvens. Não importa o que o Nexrad nos mostre, ou mesmo a ausência de raios, ou ainda a falta de previsão de tempestades convectivas; a visulização das núvens nos dão seu próprio alarme visual. Se a núvem tem aparência inchada e pudermos observar sombras brancas e cinzas nas extremidades e tanto na base como no topo, tenhamos cuidado. Em quase 40 anos de voo, é difícil lembrarmos de uma núvem que parecesse turbulenta e não o fosse. Se as núvens parecem más, certamente serão.Claro, às vezes, podemos encontrar más condições em uma camada de núvens sem aparência para tal, contudo, geralmente as núvens com aparência perigosa não nos desapotam, não importando os dados do radar ou a ausência de raios.
Fonte: AviationWeek/J. Mac McClellan
Tradução: BGA
A Avidyne lançou um novo detector de raios, o TWX670, que é capaz de mapear a atividade de raios e apresentar os dados de uma forma que lembra a visualização de uma tela radar. Da mesma forma que a imagem radar, as cores indicam níveis mais elevados de atividade , sendo a cor vermelha a indicação das áreas com maiores ocorrências.
O stormscope pode mostrar a atividade de raios, em uma célula individual, selecionando-se o ´´ strike mode´´, ou podemos optar em visualizar todos os grupos de células com atividades de raios, selecionando-se ´´cell mode´´. Em ´´strike mode´´ temos avisos mais antecipados da formação da tempestade.
Com base nos dados captados no momento em que o voo AF 447 cruzava a região do oceano (a cerca de 565 km de Natal-RN), o coordenador da estação e doutor em sensoriamento remoto pela Universidade do Arizona (EUA), Humberto Alves Barbosa, meteorologista, aponta uma nova teoria para o acidente. Ele acredita que a aeronave pode ter enfrentado condições climáticas inéditas em percursos aéreos.
Imagem de satélite mostra como estava o tempo na noite do acidente
Mancha em destaque aponta a tempestade pela qual o avião passaria na noite do acidente
Imagem detalhada da principal tempestade sobre o oceano naquela noite
Vista interna de um avião durante a noite
Nuvens espessas chamadas cumulus nimbus formam as tempestades
