I cambiamenti climatici potrebbero spostare il rischio di ghiacciamento per l'aviazione ad altre altitudini e periodi dell'anno

Un rapporto pubblicato dall'Agenzia dell'Unione Europea per la Sicurezza Aerea mostra che il riscaldamento climatico può modificare la frequenza, l'altitudine e la severità delle condizioni di ghiaccio incontrate dagli aerei. I dati disponibili sono però insufficienti per proiezioni ferme, e l'EASA richiede osservazioni migliori, modelli climatici più precisi e una valutazione di come cambia l'esposizione delle rotte aeree a questo rischio.

I cambiamenti climatici potrebbero modificare i luoghi, le altitudini e i periodi dell'anno in cui gli aerei incontrano condizioni di ghiaccio, ma i dati disponibili non consentono ancora di stabilire con sufficiente precisione come evolverà il rischio. Un rapporto pubblicato dall'Agenzia dell'Unione Europea per la Sicurezza Aerea, EASA, constata che gli studi preliminari indicano possibili cambiamenti nella frequenza e nella severità del ghiaccio e richiede una nuova fase di ricerca che colleghi l'evoluzione del clima all'esposizione effettiva dell'aviazione.

In breve

1. Il ghiaccio atmosferico può influenzare la portanza e il controllo dell'aeromobile, può bloccare i sensori e può ridurre le prestazioni o il funzionamento dei motori.

2. Le ricerche analizzate indicano la possibilità che, in un clima più caldo, alcune condizioni favorevoli al ghiaccio si spostino verso altitudini più elevate e ne modifichino la distribuzione stagionale.

3. Uno studio europeo preliminare citato nel rapporto indica una frequenza ridotta delle condizioni di ghiaccio in inverno e una maggiore in estate, ma l'EASA sottolinea che le prove sono ancora troppo limitate per conclusioni ferme.

4. La previsione è migliorata, ma i modelli continuano a incontrare difficoltà nella stima della severità del ghiaccio e delle condizioni con cristalli di ghiaccio ad alta altitudine.

5. Il rapporto raccomanda lo sviluppo di banche dati migliori, l'uso di informazioni provenienti direttamente dagli aeromobili e studi climatologici che confrontino l'evoluzione del ghiaccio con le rotte effettivamente operate dall'aviazione commerciale.

Il ghiaccio si forma quando le condizioni atmosferiche consentono la formazione o l'accumulo di ghiaccio sulle superfici o nei componenti di un aeromobile. Il fenomeno può coinvolgere gocce d'acqua super raffreddate che si congelano al contatto, cristalli di ghiaccio o combinazioni di entrambi, e le conseguenze variano a seconda del tipo di aeromobile, della fase di volo e delle caratteristiche della nuvola attraversata.

L'accumulo di ghiaccio sulle ali può ridurre la portanza e aumentare la resistenza aerodinamica, mentre la sua formazione vicino alle superfici di controllo può influenzare la manovrabilità. Il ghiaccio può anche bloccare le sonde che misurano la pressione o la temperatura, producendo indicazioni errate per l'equipaggio e i sistemi automatici, mentre l'accumulo nei motori può causare perdite di potenza, vibrazioni, danni ai compressori o, in casi gravi, l'arresto del motore.

Il rischio non è uniforme per tutti gli aeromobili. Il rapporto mostra che gli aerei leggeri e gli elicotteri sono generalmente più sensibili rispetto agli aeromobili più grandi, sia perché il ghiaccio può accumularsi in modo più efficiente sulle superfici più piccole, sia perché questi hanno meno potenza disponibile per compensare il degrado delle prestazioni. L'avvicinamento e l'attesa a bassa altitudine possono diventare anche fasi più vulnerabili poiché l'aeromobile opera a velocità più basse.

L'aviazione gestisce queste condizioni combinando progettazione e certificazione degli aeromobili, sistemi anti-ghiaccio e de-icing, previsioni meteorologiche e procedure operative. I piloti possono cambiare altitudine o rotta per evitare un'area pericolosa, e gli aeroporti situati in regioni fredde utilizzano attrezzature e fluidi di de-icing prima del decollo.

Il rapporto EASA analizza però se le condizioni meteorologiche su cui si basa questo sistema rimarranno le stesse man mano che il clima si riscalda. In questo momento, la risposta non è sufficientemente nota per consentire una proiezione unica sul futuro del ghiaccio.

Gli studi esistenti indicano che il riscaldamento può spostare l'altitudine a cui si verificano temperature favorevoli alla formazione di ghiaccio. Per l'Europa, un'analisi preliminare basata su quattro modelli climatici ha identificato uno spostamento generale delle condizioni favorevoli al ghiaccio verso altitudini più elevate e cambiamenti nella distribuzione geografica, insieme a una riduzione della frequenza in inverno e un aumento in estate.

Questi risultati non consentono però di concludere che il volo in Europa diventerà complessivamente più pericoloso a causa del ghiaccio. Il rapporto sottolinea che la ricerca sull'evoluzione futura del ghiaccio alle altitudini a cui operano gli aeromobili è molto limitata, e la fiducia nelle proiezioni riguardanti gli effetti sulle operazioni aeree rimane bassa.

Alcuni cambiamenti possono andare anche in direzioni diverse. Le ricerche sulle precipitazioni ghiacciate indicano una possibile riduzione dei giorni con tali condizioni in alcune aree dell'Europa Centrale e Orientale, mentre altre regioni o altitudini possono registrare un aumento. Nel nord Europa, ad esempio, gli studi analizzati prevedono meno ghiaccio vicino alla superficie in molte aree, ma le condizioni possono persistere nelle regioni settentrionali e montane.

Un problema è che il riscaldamento non modifica solo la temperatura. La quantità di umidità nell'atmosfera, le caratteristiche delle nuvole, la convezione e la distribuzione delle gocce e dei cristalli di ghiaccio possono evolvere simultaneamente, e queste sono proprio le variabili che determinano se una nuvola produce o meno un ghiaccio pericoloso.

Il rapporto presta particolare attenzione alle condizioni con gocce d'acqua super raffreddate, come la pioggia e la pioggerella ghiacciata. Gocce più grandi possono raggiungere aree non protette di un aeromobile e possono formare ghiaccio in zone per le quali i sistemi di protezione convenzionali sono meno efficaci.

Un altro rischio diverso si presenta ad alta altitudine, vicino ai sistemi convettivi, dove alte concentrazioni di cristalli di ghiaccio possono influenzare i motori e alcuni strumenti. I cristalli possono penetrare nel motore, sciogliersi nelle zone più calde e poi congelarsi di nuovo in altri componenti, dove gli accumuli risultanti possono disturbare il flusso d'aria o danneggiare il compressore.

Queste condizioni sono difficili da rilevare direttamente con il radar meteorologico di bordo. Le nuvole con alte concentrazioni di cristalli di ghiaccio possono produrre segnali radar molto più deboli rispetto alle precipitazioni liquide, così un aeromobile può incontrare un rischio rilevante anche in aree in cui il radar a quell'altitudine non mostra una forte riflettività.

I sistemi di previsione sono migliorati notevolmente nell'ultimo decennio, in particolare grazie alla maggiore risoluzione dei modelli e alla rappresentazione più dettagliata dei processi nelle nuvole. Tuttavia, il rapporto mostra che determinare la severità rimane molto più difficile rispetto all'identificazione della probabilità che il ghiaccio si verifichi.

Il feedback raccolto dai servizi meteorologici europei indica un ulteriore problema: alcuni modelli tendono a sovrastimare le condizioni moderate e a sottostimare il ghiaccio severo. La valutazione della precisione è a sua volta difficile poiché il numero di osservazioni oggettive nell'atmosfera è ridotto, e i rapporti dei piloti possono dipendere dal tipo di aeromobile, dalla percezione dell'equipaggio e dalle misure di evitamento già adottate.

Il rapporto raccomanda un uso più sistematico dei dati provenienti direttamente dagli aeromobili in servizio. Informazioni anonime dai motori, segnali dei rilevatori di ghiaccio e altri misuratori potrebbero essere combinati con le osservazioni meteorologiche per verificare e migliorare i modelli.

EASA propone anche lo sviluppo di studi climatologici che non si concentrino esclusivamente sull'insorgenza del fenomeno, ma che lo confrontino con le rotte che gli aerei operano effettivamente. Gli autori affermano di non aver identificato ricerche che combinino la climatologia del ghiaccio con i dati sul traffico aereo, il che rende difficile misurare come l'esposizione reale dell'aviazione si modifichi nel tempo.

Un'analisi di questo tipo consentirebbe di differenziare tra due evoluzioni: il cambiamento delle condizioni atmosferiche in una certa regione e il cambiamento del rischio effettivamente incontrato dagli aeromobili. Un'area può registrare più condizioni favorevoli al ghiaccio senza che l'esposizione dell'aviazione aumenti nella stessa misura se le rotte sono diverse, e la situazione inversa è altrettanto possibile.

Il rapporto raccomanda due principali direzioni di lavoro. La prima mira a migliorare gli indicatori di ghiaccio, le osservazioni e la capacità di stimare la severità, mentre la seconda utilizza questi strumenti per studiare le tendenze storiche e realizzare proiezioni climatiche future.

Fino a quando queste analisi non saranno disponibili, l'EASA considera i cambiamenti possibili nella frequenza, altitudine e severità del ghiaccio come un rischio che deve essere misurato meglio, non come un deterioramento già dimostrato della sicurezza dell'aviazione europea.

Il rapporto è stato realizzato nell'ambito della Rete Europea sugli Impatti del Cambiamento Climatico sull'Aviazione, la rete EASA che riunisce autorità, produttori, operatori, servizi meteorologici e ricercatori per studiare gli effetti dei cambiamenti climatici sull'aviazione.

La valutazione constata che i meccanismi attraverso cui il ghiaccio influisce sugli aeromobili sono ben noti e che l'aviazione dispone di sistemi di progettazione, certificazione e operazione per gestire questo rischio. L'incertezza riguarda innanzitutto il modo in cui l'ambiente atmosferico in cui questi sistemi devono funzionare cambierà nei prossimi decenni.

Le prove disponibili suggeriscono possibili cambiamenti nella frequenza, altitudine e severità delle condizioni di ghiaccio, ma il rapporto non stabilisce che questi aumenteranno uniformemente né quantifica un aumento futuro degli incidenti o degli eventi. La priorità raccomandata è costruire i dati necessari affinché questi cambiamenti possano essere misurati e inseriti nelle valutazioni di sicurezza e nella pianificazione operativa.