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Le changement climatique pourrait aggraver les fortes turbulences

2021

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Selon une étude publiée aujourd'hui dans la revue Advances in Atmospheric Sciences, les passagers d'avion seront de plus en plus cahoteux. Les changements climatiques modifient le courant de jet, ce qui rend plus probable une forte turbulence. L'étude s'appuie sur des travaux antérieurs selon lesquels le changement climatique conduirait à des trajets en avion plus cahoteux. La nouvelle recherche est unique car elle quantifie l'ampleur de l'augmentation du nombre de types de turbulence: 59% dans le cas de la turbulence légère, 94% de la turbulence modérée et 149% de la turbulence grave.

Pour le quart des Américains qui ont peur de voler, toute bousculade pourrait être considérée comme sévère. Mais comme un tremblement de terre, la turbulence est évaluée sur une échelle. L'un est léger - assez doux pour que les passagers ne l'aient pas remarqué - trois sont modérés ou suffisants pour bousculer un verre, cinq sont graves et sept extrêmes.

"Tout ce qui dépasse les cinq ans est par définition plus fort que la gravité", explique l’auteur de l’étude Paul Williams, scientifique spécialisé dans l’atmosphère à l'Université de Reading au Royaume-Uni. "Cela signifie que tout ce qui n'est pas attaché sera potentiellement projeté dans l'avion. Cela inclurait les passagers. "

La turbulence se produit lorsqu'une masse d'air se déplaçant à une vitesse rencontre une autre masse d'air se déplaçant à une vitesse différente. La réunion provoque un changement soudain du flux d'air, entraînant un mouvement chaotique de l'air. C'est un peu comme essayer de marcher dans la rue un jour particulièrement venteux et de se faire bousculer dans de multiples directions. Ainsi, un avion se déplaçant dans des airs turbulents peut avoir son aile gauche frappée par une rafale ascendante le faisant basculer à droite. De même, si les deux ailes sont soudainement touchées par une rafale descendante, l'avion tout entier pourrait tomber un peu, ce qui n'est génial pour personne à l'intérieur.

En octobre dernier, un vol entre Ho Chi Minh et Auckland d’Air New Zealand a connu une turbulence si intense qu’il a été contraint de faire demi-tour après que deux membres de l’équipage aient été grièvement blessés. La même année, un vol JetBlue de Boston à Sacramento a été contraint de faire un atterrissage imprévu après avoir heurté une zone de turbulence qui a envoyé 22 passagers et 2 membres d'équipage à l'hôpital. En 2015, un vol Air Canada entre Toronto et Shanghai a connu des turbulences qui ont causé des blessures à 21 personnes. L'avion a atterri d'urgence à Calgary, en Alberta. Et en 2014, un vol United Airlines entre Denver et Billings, dans le Montana, a provoqué une turbulence si intense que cinq personnes ont été admises à l'hôpital.

Des observations satellitaires remontant aux années 1970 montrent qu'en raison du changement climatique, différentes parties de l'atmosphère se réchauffent à des rythmes différents. À 30-40 000 pieds, les régions tropicales à basse latitude se réchauffent beaucoup plus rapidement que les régions arctiques à haute latitude (ce qui est l'inverse de ce qui se passe sur le sol). Cette différence de température a toujours entraîné le courant-jet, mais à mesure que les régions tropicales se réchauffent plus rapidement que l'Arctique, cette différence s'accentue - et le courant-jet devient à la fois plus puissant et moins stable. La turbulence est au rendez-vous.

"La turbulence peut en fait endommager les avions", a déclaré Williams. «Il y avait un avion survolant les Rocky du Colorado le 9 décembre 1992 à cause de la turbulence extrême de l'air clair - il aurait été 7 heures sur l'échelle. Six mètres de l'aile gauche se sont cassés et l'un des moteurs a également été arraché.

Les moteurs d'avion, a déclaré Williams à PopSci, portent des «écrous et boulons de cisaillement», ainsi nommés. Les moteurs sont conçus pour couper les avions s'ils deviennent instables. "Le fait que le moteur soit tombé en panne a probablement sauvé la vie des passagers de l'avion, car la dernière chose que vous voulez, c'est un moteur instable qui pendait de l'avion et causait des instabilités."

Ce type de dommage est rare - dans la plupart des cas, la turbulence concerne encore plus le confort que la sécurité et il n’ya pas eu un seul accident d’avion en raison de la turbulence depuis les années 1960. Mais même des turbulences légères et modérées causeront l'usure d'un avion. Cela signifie que la nécessité de procéder à des inspections - pour que les avions soient mis hors service et entretenus - augmentera également. C'est un fardeau économique important pour un secteur qui opère déjà sur des marges extrêmement maigres.

Si le voyageur expérimenté se demande peut-être pourquoi les pilotes ne survolent pas la turbulence, la réponse est simple: ils ne peuvent pas la voir. Bien que nous ayons tendance à penser que la turbulence est associée aux tempêtes, le type de turbulence sur lequel Williams se concentre est lié non pas aux conditions météorologiques, mais au courant-jet, ou aux bandes de vents violents dans les niveaux supérieurs de l'atmosphère.

"Nous appelons cela de la turbulence d'air clair pour le distinguer des autres types de turbulence qui se trouvent dans les nuages, a déclaré Williams." Le pilote peut voir les nuages, il sait donc que la turbulence sera là et évitera de tenter de voler à travers. Mais la turbulence de l’air pur est particulièrement dangereuse précisément parce qu’elle est invisible. Il a tendance à se déclencher lorsque la lumière de la ceinture de sécurité est éteinte et que les passagers se déplacent à l'intérieur de la cabine. "En moyenne, les zones de turbulence en air clair ont tendance à faire plus de 500 mètres de haut et 37 km de large.

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Williams a pu prédire une augmentation de la turbulence en utilisant un modèle climatique. Il l'a d'abord utilisé dans des conditions contrôlées, en utilisant les niveaux de dioxyde de carbone préindustriels pendant vingt ans. Il a ensuite exécuté une deuxième simulation dans laquelle le CO 2 était le double de celui des niveaux préindustriels, ce qui correspond à peu près à ce que nous serons d'ici le milieu du siècle si nous ne modifions pas nos comportements.

Mais les modèles climatiques ne comportent pas ce type de turbulence. «Williams a analysé 21 indicateurs couramment utilisés pour la turbulence et a recherché ceux du modèle climatique», a déclaré Kristopher Karnauskas, chercheur au département des sciences océaniques et océaniques de l'Université du Colorado à Boulder, qui n'a pas participé à l'étude. "Cela ne se limite pas à un prédicteur de turbulence, car aucun prédicteur de turbulence n'est parfait ou n'a toujours raison, il a donc utilisé une approche d'ensemble large."

Williams a ensuite comparé le cycle de contrôle avec la concentration élevée en CO 2 et a calculé la quantité de turbulence dans les deux. C'est comme ça qu'il a trouvé les augmentations.

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Les modèles climatiques ont récemment été critiqués, en partie parce qu'ils peuvent sembler déconnectés de la réalité pour les profanes. C'est pourquoi Karnauskas aime utiliser les écrans de télévision pour expliquer leur fonctionnement.

«Avec un modèle climatique, vous prenez la planète et vous la découpez en cellules de grille, comme les pixels sur une télévision», a déclaré Karnauskas. «Chacune de ces cellules de la grille connaît toutes les lois de la physique. Il regarde ses voisins et dit: «Il fait chaud là-bas, le vent vient de cette direction, puis il avance dans le temps.» En se nourrissant de ces conditions de base, le modèle peut effectuer des extrapolations sur l'avenir.

En fait, la seule limitation de l'étude mentionnée par Karnauskas est qu'elle utilise un seul modèle climatique, ce qui limite notre capacité à catégoriser la pleine certitude des résultats. Mais ce n’est pas la première étude à suggérer que le jet-stream change avec le réchauffement climatique.

Williams et Karnauskas ont publié des études qui ont révélé que, grâce à la montée en puissance du jet-stream, les vols en provenance de l’Europe vers l’Europe en direction est deviendraient plus rapides, tandis que les vols en provenance de l’Europe en direction ouest seraient plus lents. Ceci est soutenu par des incidents du monde réel.

En janvier 2015, un vol de l'aéroport JFK de New York à destination de Heathrow n'a duré que 5 heures et 16 minutes en raison de la force du jet-stream. Ordinairement, ce vol dure plus de six heures. Au cours de la même période, les vols en provenance de Londres et de Paris à destination de New York en direction ouest se sont affrontés avec une telle force qu'ils ont brûlé plus de carburant que prévu et ont nécessité des escales dans le Maine pour faire le plein.

Il est important de noter que l'étude de Williams ne portait que sur l'Atlantique Nord. Ses conclusions ne peuvent être extrapolées pour d'autres routes. Dans le même temps, il est toutefois important de reconnaître les impacts du changement climatique sur le secteur de l'aviation, afin que les entreprises puissent mieux planifier et préparer tous leurs travaux, de la maintenance et de la réparation des avions au ravitaillement en carburant.

«Pendant des décennies, le changement climatique et les transports aériens ont été au centre des préoccupations, car les transports aériens vont aggraver le changement climatique», a déclaré Karnauskas. «Mais ce type d’étude, ainsi que d’autres études sur le changement climatique, qui rallongent les temps de vol, est une nouvelle vague d’étude de cette relation. Cela montre que le changement climatique peut nourrir l'industrie elle-même. Ce n'est pas seulement que les voyages aériens ont une incidence sur le climat - nous savons que c'est vrai. Mais le transport aérien est affecté par le changement climatique. "

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