ATIVIDADE 1 - GCOM - GESTÃO DA INFORMAÇÃO - 54_2024.docx
Modelos de Previsão para sistemas de turbulência
1. Modelos de Previsão para
Zonas de Turbulência
Universidade de Passo Fundo
Modelagem e Simulação de Sistemas
Professor: Willingthon Pavan
Aluna: Laís Berlatto -104493
Aluno: Wilian Tanabe - 88225
2. Sumário
● Turbulência
● Probabilidade
● Como o avião voa
● O que é Turbulência
● Tipos de Turbulência
● Nuvens
● Previsão de Turbulência CAT
● Tipos de Previsão de tempo
● Modelos de Previsão do tempo
● Modelo Regional ETA
● Indicadores da Previsão da Turbulência
● Referências
3. Turbulência
● Estima-se que 4 milhões de pessoas voam em
linhas comerciais todos os dias.
● A cada minuto no Brasil, cerca de 20 pessoas
experimentam pela primeira vez a sensação de
voar .
● 75% dos acidentes aéreos de linhas comerciais
maior causa de ferimentos envolvendo
passageiros e tripulação na aviação comercial
4. Probabilidade
● Chance de morrer durante um vôo em um país de primeiro mundo =
1 em 14 milhões.
■ 38 mil anos antes de morrer.
● Durante os anos 90:
■ 56% dos acidentes -> erro humano;
○ 30% dos acidentes -> erro do piloto;
○ 20% dos acidentes -> erro humano por condições
adversas;
○ 6% dos acidentes -> dificuldade com manuseio dos
equipamentos ;
● Restante oriundo de:
■ Falhas mecânicas : manutenção precária, imperícia,
condições climáticas.
5. Como o avião voa?
● Estrutura baseada em leis da aerodinâmica;
○ Principal: Princípio de Bernoulli = + velocidade de fluxo -
pressão
■ Curvatura das asas = Sutentação;
6. Como o avião voa?
● Deflexão do bico da aeronave = direciona o ar para baixo [
semelhante a sustentação];
● Flaps = utilizado para direcionar e causar uma maior curvatura nas
asas;
Forças Aerodinâmicas :
● Empuxo:: empurrar -> turbina ;
● Arrasto: força da resistência ao movimento de um objeto em um
fluído;
● Peso : força gravitacional sofrida pelos corpos
● Sustentação : força que mantém o avião no ar -> movimento da
aeronave
7. Como o avião voa?
Força da gravidade (P = M.G).
Esta força em um Boeing 747 de 395
toneladas pode ser anulada, se a
sustentação for igual ou maior e, em
consequência ele voa.
8.
9. O que é turbulência?
● Mecânica dos fluídos: escoamento de um fluído em que as partículas
se misturam de forma não-linear, de forma caótica, com redemoinhos;
● Na aviação: a trepidação sofrida por uma aeronave devido a agitação
irregular do ar que provoca desconforto, solavancos e dependendo da
severidade, danos estruturais na aeronave.
10. Tipos de Turbulência
● Convectiva ou térmica: associada a correntes térmicas sobre os
continentes (durante as tarde de verão) ou oceanos (durante as noites)
Principal indicativo : Nuvens Cumuliformes
● Orográfica: surge do atrito do ar ao soprar por elevações
montanhosas. Principal indicativo : Nuvens Lenticulares
● Mecânica ou de solo: provocada pelo atrito do ar ao soprar contra
edificações ou quaisquer outros obstáculos artificiais. Afetam
particularmente aviões de pequeno porte e helicópteros, causa
dificuldades para pousoe decolagens. (Aeroportos, áreas urbanas...)
11. Tipos de Turbulência
Turbulência dinâmica:
● Frontal: advinda de um sistema frontal;
● Clear Air Turbulence (CAT): oriunda do encontro destes fatores:
corrente de ventos muito velozes na atmosfera + estabilidade da
atmosfera (densidade do ar na camada abaixo é maior que a de
cima)+os móduols do vetor de velocidade do vento de duas
camadas de ar adjacentes devem ser diferentes;
12. Tipos de Turbulência
● Turbulência dinâmica:
● Wind Shear: oriunda da variação na direção e/ou velocidade do vento
em baixa altura (até 2.000 ft ou 600 m são mais perigosos), provocando
o ganho ou perda de sustentação da aeronave e colocando em sério
risco os voos, principalmente nos procedimentos de pouso e decolagem.
● Esteira de turbulência: surge nas trajetórias de pouso e decolagem,
principalmente de aeronaves de grande porte, quando são formados
vórtices a partir de hélices, turbinas ou pontas de asas; as aeronaves que
se encontrarem atrás daquelas que geraram a esteira devem ter uma
distância adequada para não sofrerem acidentes sérios . Diretrizes :
Aeronave pequena deve ter separação de 6 milhas de uma aeronave
considerada pesada
13. Nuvens
As nuvens são fenômenos meteorológicos formados a partir da
condensação ou sublimação do vapor d’água na atmosfera.
● Estratiformes – aspecto de desenvolvimento horizontal e pouco
desenvolvimento vertical podem ocasionar chuva leve e
contínua ;
● Cumuliformes – possui grande desenvolvimento vertical; denota
uma atmosfera mais turbulenta;
● Cirriformes – origina-se de fortes ventos em altitude; são
formados por cristais de gelo.
14.
15.
16. Nuvens
Cumulo Nimbus é o tipo de nuvem mais perigoso para a
aviação. Em seu interior, pode abrigar tempestades elétricas, chuva
intensa, gelo e ventos que chegam a 200 quilômetros por hora.
Entretanto, nuvens como Cirrocumulus indicam ar turbulento em
seus níveis de formação e também indicam sinal de perigoEm geral,
os radares modernos avisam os pilotos da ocorrência de condições
meteorológicas adversas 300 quilômetros antes que os aviões as
alcancem.
17. Previsão de Turbulências CAT
CNMA - Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica
● Localizado em Brasilia-DF
● É o elo integrante do Sistema Mundial de Previsão de Área (WAFS)
● Recebe, armazena, processa e divulga os dados globais de tempo
significativo e os prognósticos de vento e temperatura em altitude
WAFS - Sistema Mundial de previsão de Área
Fornece previsões globais de Meteorologia Aeronáutica, em
formato digital, aos usuários.
18. Carta Prog ou SIGWX
● Cartas confeccionadas com antecedência
de 24 horas.
● A validade das cartas é de 6 horas
Centro Nacional de
Meteorologia Aeronáutica
20. Previsão de Turbulencias CAT
CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos
● INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
● Realiza previsões meteorológicas para todo o Brasil
● Localizado em Cachoeiro Paulista, São Paulo
● Começou a Funcionar desde 1994
● Utiliza supercomputadores em forma de clusters agrupados que
somam 110 processadores capazes de processar até 5,7 trilões de
operações por segundo.
● Simulação confiável de tempo e clima para todo o país, com
grande exatidão.
21. Modelos de Previsão
de Tempo
● MM5 (Mesoscale Modelling System – 5th
Generation)
● PNTAR (TMA-Rio)
● Modelo Regional ETA
22. Modelo Regional ETA
● O modelo regional Eta é um modelo de mesoescala que
utiliza equações matemáticas para simular e prever as
condições do tempo, fazendo previsões para determinados
intervalos de tempo.
● Esse modelo foi instalado no CPTEC em 1996
● Complementar a previsão numérica de tempo
● No caso do Eta, as previsões se estendem até 48h e cobrem
a maior parte da América do Sul. Estas previsões são
fornecidas duas vezes ao dia.
24. Concluiram que tanto a turbulência Brown e Ellrod representam
melhor a turbulencia do que o indicador de turbulência
Richardson. Entretanto, como o período em que este foi estudado
foi de curto prazo para julgar qual os indicadores realmente
detecta melhor a turbulência em ar claro. A combinação do
emprego dos três índices é recomendável para aumentar a
Confiança da previsão.
O estudo também mostrou a utilidade das previsões do
modelo ETA para ajudar a entender o mecanismo da turbulência
e para indicar a ocorrência do fenômeno com maior antecedência,
por exemplo: 48h ou 72h comparado às 24h de antecedência das
cartas SIGWX.
26. O projeto utilizou uma técnica denominada lidar, que consiste em um laser de dióxido de carbono
instalado em solo, que tem como escopo obter a informação sobre a força e forma de cada vórtice
formado e, posteriormente, também ampliar o estudo para verificar a maneira que os vórtices se
aprofundam e deterioram.
Os resultados obtidos estão auxiliando o desenho das futuras gerações de aeronaves como o A3XX,
previsto para ser o avião de maior porte quando entrar em serviço por volta de 2004.
Outro sistema para atenuar os efeitos do fenômeno foi desenvolvido por dois centros de pesquisa da
NASA e está sendo aplicado em aeroportos americanos (Dallas, Memphis e Norfolk) - é o AVOSS
(Aircraft Vortex Spacing System). Tal sistema visa estabelecer critérios de separação segura para as
aeronaves de modo a maximizar o uso das pistas, aproximação para pouso simultâneo ou reduzir a
separação. O AVOSS traça o perfil vertical da
atmosfera, analisando os ventos cruzados (crosswinds), turbulência e gradiente térmico, levando em
consideração também a performance das aeronaves potencialmente formadoras de esteira de
turbulência. O equipamento está ligado aos órgãos ATC, que recebem a informação em tempo real a
respeito das esteiras.
Vale lembrar uma última recomendação, extraída de um texto da FAA – a melhor defesa contra a
esteira de turbulência é conhecer e evitar áreas onde ela ocorra.
Curiosidades
27. ● 1992 e 2001: 115 acidentes fatais, 251 mortos -> passageiros sem
cinto de segurança, arremessados contra o teto em até 100km/h.
● Mata 25 pessoas por ano;
● Representam somente 2.88% dos acidentes fatais e a mais de 20
anos aparecem em relatórios de tragédias sempre relacionados a
outros fatores;
Curiosidades
28. Referências Bibliográficas
Dal Piva, Everson and Anabor, Vagner Avaliação do modelo BRAMS na formação de nevoeiro de radiação
em ambiente com turbulência pouco desenvolvida. Rev. bras. meteorol., Dez 2008, vol.23, no.4, p.417-430.
ISSN 0102-7786
MARTÍNEZ, Crespo. Princípios de convercion de la energia eólica. In: Amenedo, J. L. R.; Gómez, S. A.; Díaz,
J. C. B. Sistemas eólicos de procucción de energia electrica. Madrid:
Rueda, 2003, p. 27-96.
http://aviationtroubleshooting.blogspot.com.br/2009/05/tam-8095-clear-air-turbulence-new.html
http://www.meioaereo.com/index.php/aviacao/aeronautas-a-aeroviarios/954-pilotos-farao-treinamento-em-
simuladores-de-voo-
http://pt.euronews.com/2012/02/09/avancos-tecnologicos-nos-simuladores-de-voo/
