De ce zboară avioanele mai repede spre est?

Cuprins:

Are legătură cu rotația Pământului?

Mulți ar fi tentați să creadă că rotația Pământului spre est este motivul pentru care zborurile spre Răsărit sunt mai rapide, însă acest lucru nu este adevărat. Așa cum a explicat Robert Frost de la NASA într-un interviu acordat publicației Forbes, rotația Pământului nu influențează în mod direct viteza unui zbor. La fel cum omul nu merge mai repede atunci când se deplasează pe jos dinspre est spre vest, la fel, direcția nu afectează viteza avionului. Deși rotația Pământului în jurul propriei axe ar putea fi o explicație intuitivă, aceasta nu influențează direct avioanele. Adevărul se află în efectele indirecte pe care rotația planetei noastre o are asupra vremii. Mai exact, răspunsul stă în așa-numitul „jetstream”, acel fenomen geofizic al curenților de jet.

Ce sunt curenții de jet

Așa cum spuneam, cauza pentru care zborurile de la vest spre est sunt mai rapide o reprezintă curenții de jet, adică acei curenți de aer puternici, care se deplasează rapid la altitudini mari în atmosferă către est, în patru fluxuri, câte două în fiecare emisferă. „Jetstream”-ul se formează din cauza încălzirii atmosferice provocate de radiația solară și a forței Coriolis a Pământului, care este forța perpendiculară pe axa de rotație a unui obiect aflat în mișcare de rotație.

Combinația acestor factori produce curenți de aer cu viteză foarte mare, care influențează semnificativ durata zborurilor, în funcție de direcția în care se deplasează avionul. Cei mai cunoscuți curenți de jet sunt curentul polar și curentul subtropical. Aceștia se află la aproximativ 60° și 30° latitudine nordică și sudică față de Ecuator. Curentul polar este mai puternic și produce vânturi mai intense decât comparativ cu cel subtropical. Acești curenți pot fi văzuți pe o aplicație denumită Windy.

Hartă cu fluxul de jet stream între America de Nord și Europa Shutterstock.com

Efectul Coriolis: cum influențează tiparele vântului

Efectul Coriolis este un fenomen prin care traiectoria obiectelor aflate în mișcare pare să se curbeze din cauza rotației Pământului. Mai exact, traiectoria se curbează spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică.

Efectul Coriolis joacă un rol esențial în formarea tiparelor globale de circulație a vântului și, împreună cu diferențele de presiune atmosferică, acesta contribuie la apariția principalelor centuri de vânt care dirijează mișcarea aerului în jurul globului. Printre acestea se numără alizeele și vânturile de vest.

Alizeele sunt acele vânturi constante care se formează atunci când aerul din zonele de înaltă presiune de la tropice se îndreaptă spre Ecuator și este deviat de efectul Coriolis. De partea cealaltă, vânturile de vest („westerlies”) sunt predominante la latitudini medii, fiind generate de devierea aerului care se deplasează dinspre zonele de înaltă presiune spre regiunile polare, conform Cordulus.com.

Este important de știut că efectul Coriolis are un impact major și asupra rotației sistemelor meteorologice de mari dimensiuni. În cazul unui sistem de joasă presiune, aerul este atras spre centru. Pe măsură ce se deplasează, este deviat, ceea ce face ca sistemul să se rotească în sens invers acelor de ceasornic în emisfera nordică și în sensul acelor de ceasornic în emisfera sudică. Această deviere este esențială pentru comportamentul și dinamica furtunilor și a altor fenomene atmosferice majore, care pot influența zborurile aeronavelor.

Ce viteze au curenții de jet

Majoritatea companiilor aeriene care operează rute transatlantice sau transpacifice se bazează pe curentul polar atunci când stabilesc rutele de zbor. Curenții de jet pot atinge viteze de 130 până la 225 km/h, însă uneori pot avea chiar 440 km/h. Acești curenți au atât avantaje, cât și dezavantaje semnificative pentru zborurile comerciale. În plus, pe măsură ce schimbările climatice afectează temperatura Pământului, se preconizează că acești curenți își vor modifica traseele, având un impact mult mai mare decât simpla durată a zborurilor.

Cercetări recente realizate de Universitatea din Southampton (Anglia) arată că, în timpul iernii, curentul de jet de deasupra Atlanticului de Nord și Eurasiei a crescut în medie cu 8%, ajungând la 212 km/h. De asemenea, este posibil ca în următoarele decenii să se deplaseze spre nord, dincolo de limitele istorice. Trebuie spus că, de obicei, jetstream-ul este întâlnit la altitudini cuprinse între 9.000 și 12.000 de metri, relatează Fly USA.

Zboruri cu „vânt din spate”

Prima dată când un zbor comercial a „profitat” de un curent de jet s-a întâmplat în 1952, pe ruta Tokyo-Honolulu. S-a descoperit că, zburând de-a lungul curenților de jet la altitudini de sub 7.600 metri, durata zborului s-a redus de la 18 ore la doar 11 ore și jumătate. Companiile aeriene au înțeles rapid avantajul acestor jetstream-uri și i-au integrat în planificarea zborurilor. Deoarece curenții de jet se deplasează de la vest spre est, o parte a călătoriei este mai rapidă (atunci când zbori în direcția curentului), iar cealaltă mai lentă (zburând împotriva curentului). Gândește-te la diferența care există între a merge cu bicicleta împotriva vântului sau având vântul din spate.

De asemenea, chiar și pe rute transcontinentale mai scurte, între orașe precum New York și Los Angeles, acești curenți pot modifica durata zborului cu până la o oră. În cazul zborurilor transpacifice mai lungi, avantajul este și mai evident, atât pentru pasageri, cât și pentru companiile aeriene. Spre exemplu, un zbor între Tokyo și Los Angeles durează 10 ore și 5 minute, în timp ce, în sens invers, călătoria durează 11 ore și 40 de minute.

Ce sunt turbulențele în aer curat

Deși curenții de jet pot scurta durata zborurilor, aceștia prezintă un dezavantaj semnificativ, și anume turbulențele în aer curat (Clear Air Turbulence – CAT). Acestea sunt niște turbulențe bruște, severe, care apar în condiții de cer senin și pot provoca zguduirea violentă a aeronavelor. Acest fenomen apare atunci când un curent de jet lent interacționează cu unul rapid, formând o zonă de instabilitate extremă. Spre deosebire de alte forme de turbulență, CAT nu poate fi detectată nici vizual, nici prin radarul aeronavei, aflăm de pe Simpleflying.com.

Studiile în domeniu arată că, din cauza încălzirii globale, frecvența CAT-urilor ar putea crește cu până la 170% în următoarele decenii. Aceasta înseamnă că zborul prin curenți de jet va deveni mai riscant în următorii ani. Unele regiuni ar putea experimenta o creștere de câteva sute la sută a turbulențelor, iar până în 2050, numărul acestora s-ar putea tripla.

Un incident grav a avut loc în 1997 pe zborul United Airlines 826, între Tokyo Narita și Honolulu, exact pe ruta unde s-au folosit pentru prima dată curenții de jet. Din cauza CAT, avionul a căzut brusc în gol 30 de metri, iar 18 pasageri au suferit leziuni grave la nivelul coloanei vertebrale și a gâtului. Un pasager care nu purta centura de siguranță a murit.

Ce se întâmplă cu zborurile pe distanțe foarte lungi

Așa cum am precizat deja, curenții de jet sunt un fenomen natural și, ca orice fenomen natural, sunt supuși schimbărilor. Deși acest lucru înseamnă doar câteva minute în plus sau poate o oră de zbor suplimentar pe majoritatea rutelor, în cazul călătoriilor pe distanțe foarte lungi, aceasta poate deveni o problemă.

În ultimii ani, cererea pentru zboruri foarte lungi, de peste 15 ore, care conectează direct America de Nord și Europa cu Asia și Oceania, a crescut. Aceste rute nu au fost însă lipsite de provocări. Spre exemplu, specialiștii de la Simpleflying.com spun că zborul Air New Zealand pe ruta Auckland-New York este în mod frecvent afectat de vânturie frontale, așa-numitele „headwinds”.

Cu o durată de 17,5 ore, acest zbor solicită la maximum autonomia unui avion Boeing 787-9, ceea ce înseamnă că până și cele mai mici variații pot duce la anularea zborului sau la restricții în ceea ce privește numărul de pasageri și de bagaje. Compania Air New Zeeland a fost nevoită, în unele cazuri, să trimită pasagerii fără bagajele lor sau chiar să îi reprogrameze pe alte zboruri, în alte zile deoarece era nevoie de o cantitate mai mare de combustibil. Trebuie spus că zborul de întoarcere pe ruta New York-Auckland, susținut de curenții de jet, durează doar în jur de 15 ore și jumătate și este mult mai stabil. Se speră ca, pe viitor, noile aeronave, precum Airbus A350-1000, special modificat pentru proiectul Sunrise al companiei australiene Qantas, vor avea capacitatea suplimentară necesară pentru a putea face față acestor provocări. De asemenea, Singapore Airlines, cu aeronava sa Airbus A350-900ULR, a evitat în mare parte aceste probleme.