Welcher Windwechselgradient ist notwendig, um als Windscherung klassifiziert zu werden?

Windscherung wird als plötzliche Änderung der Geschwindigkeit oder Richtung des Windes mit der Höhe definiert. Es muss ein gewisses Verhältnis von Geschwindigkeit zu Höhe oder Richtungsänderung zu Höhe geben, jenseits dessen es als Scherung definiert wird, aber ich kann nicht herausfinden, was es ist.

Was ist die tatsächliche Änderung der Windrichtung oder -geschwindigkeit über der Höhe, damit eine Windverschiebung als Windscherung betrachtet wird?

Suchen Sie nach Windscherung in großer Höhe, in geringer Höhe oder nach beiden Arten?
Die Änderung der Windgeschwindigkeit und/oder -richtung kann bei einer Windscherung auch horizontal erfolgen.

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Einerseits hat dies damit zu tun, wie Windscherung tatsächlich gemeldet wird, was es manchmal schwierig macht, einen offiziellen Wert dafür anzugeben. Windscherung wird oft von Piloten gemeldet, wenn sie sie beim Landen, Starten oder in der Luft erleben. Dies kann als PIREP eintreffen und an andere Piloten weitergegeben werden. Wenn Sie sich tatsächlich auf dem linken Sitz befinden, werden Sie die Manifestation der Windscherung als plötzlichen Verlust der Fluggeschwindigkeit oder als starke Wetterfahnen des Flugzeugs sehen. Es gibt viele Bedingungen, die dazu führen können, dass ein Pilot Windscherung meldet. Da verschiedene Flugzeuge zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Bedingungen erfahren können, ist dies etwas subjektiv.

Die Wikipedia-Definition lautet:

Flugzeugpiloten betrachten eine signifikante Windscherung im Allgemeinen als eine horizontale Änderung der Fluggeschwindigkeit von 30 Knoten (15 m / s) für Leichtflugzeuge und von fast 45 Knoten (22 m / s) für Verkehrsflugzeuge in Flughöhe. Vertikale Geschwindigkeitsänderungen von mehr als 4,9 Knoten (2,5 m/s) gelten ebenfalls als erhebliche Windscherung für Flugzeuge.

Die FAA hat hier ein nettes Briefing dazu und ihre Definition (so offiziell wie es nur geht) ist:

Frontale Windscherung

Wie bei so vielen Dingen, die mit dem Wetter zu tun haben, gibt es keine absolute Regel, aber ein paar Hinweise sagen Ihnen, dass Windscherung auftreten kann:

  • Der Temperaturunterschied an der Vorderseite an der Oberfläche beträgt 5 °C (10 °F) oder mehr.
  • Die Front bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mindestens 30 Knoten.

Gewitter Windscherung

Diese Winde können die Richtung um bis zu 180 Grad ändern und bis zu 10 Meilen vor dem Sturm Geschwindigkeiten von 100 Knoten erreichen. Die Böenwindgeschwindigkeit kann zwischen der Oberfläche und 1.500 Fuß um bis zu 50 Prozent zunehmen, wobei der größte Teil des Anstiegs in den ersten 150 Fuß auftritt.

Temperaturinversion Windscherung

Ein besonders lästiger Aspekt der Temperaturinversionsscherung ist, dass sich die Scherebene und böige Winde näher an den Boden bewegen, wenn die Inversion nachlässt. In einigen Gebieten des Südwestens sind eine 90-Grad-Richtungsänderung und 20- bis 30-Knoten-Zunahmen der Oberflächenwinde in wenigen Minuten keine Seltenheit

Windscherung durch Oberflächenhindernisse

Einige Flugplätze liegen in der Nähe von Gebirgszügen und Gebirgspässe in der Nähe der endgültigen Anflugwege. Starke Oberflächenwinde, die durch diese Pässe wehen, können während des Anflugs ernsthafte lokale Windscherungen verursachen. Das eigentliche Problem bei einer solchen Scherung besteht darin, dass sie in Bezug auf Ausmaß oder Schwere fast völlig unvorhersehbar ist

Aus persönlicher Erfahrung kann eine geringe Windscherung in kleinen Flugzeugen wirklich eine Menge bewirken. Größere Flugzeuge mit mehr Masse werden immer noch betroffen sein, aber weniger, wie ich höre. Ich habe kurzzeitig Geschwindigkeitsabfälle von 15 Knoten und Kursverschiebungen von 30 Grad nach oben beim Endanflug in einer Piper Warrior selbst unter leichten Scherbedingungen gesehen.

Hier ist eine übermäßig dramatische (und persönliche Lieblings-) Darstellung eines Mikroausbruchs, der Windscherung verursacht Illustration eines Mikrobursts über einem Flughafen( Quelle )

Einige Flughäfen (bisher 110 in den USA) hatten das Glück, Low-Level-Windscherungs-Erkennungssysteme installiert zu haben, die ziemlich nette Einheiten sind, sie werden das erkennen als:

LLWAS-Windscherungswarnungen sind als Windgeschwindigkeitsgewinn oder -verlust zwischen 20 und 30 Knoten definiert, der mit der aktiven Landebahnrichtung ausgerichtet ist. "Niedrig" bezieht sich auf Höhen von 610 m (2.000 Fuß) oder weniger über dem Boden (AGL)

Hier ist eine ziemlich übersichtliche Übersicht der NASA über die verschiedenen Methoden, um es in der Luft zu erkennen.

Um fair zu sein, handelt es sich bei diesem Rendering um einen Mikroburst (der Windscherung verursacht), nicht um den allgemeinen Fall einer Windscherung. In einer anderen Anmerkung, soweit ich es verstehe, würde, während der Windgeschwindigkeitsunterschied für ein kleineres Flugzeug proportional schwerwiegender wäre, die Windscherung nicht größere Auswirkungen auf größere Flugzeuge haben, da der Impuls den Luftgeschwindigkeitsunterschied länger aufrechterhält als bei a kleinere Flugzeuge?
So wie ich es verstehe, da die Verschiebungen so schnell sind, können die großen Flugzeuge einfach nicht so schnell geändert werden und sehen weniger Veränderungen. Ihr Schwung hält sie wirklich an Ort und Stelle. Auch dies hängt wiederum von der Fläche der Steuerfläche und anderen Faktoren ab.
Sie haben Recht, dass die Dynamik "die Flugzeuge am Laufen hält", aber Ihre Schlussfolgerung ist es nicht. Der Impuls behält die gleiche Geschwindigkeit relativ zur alten Luft bei; dh die neue Luft kann das Flugzeug nicht so schnell beschleunigen wie ein kleines Flugzeug, dadurch sinkt (oder steigt, je nach Windrichtung) die Fluggeschwindigkeit. Ein kleines Flugzeug hat weniger Masse und passt sich schneller an die neue Luft an, sieht also die Änderung für einen viel kürzeren Zeitraum. Wenn die Änderung allmählich genug ist, sieht das kleine Flugzeug möglicherweise überhaupt keine Änderung.

„Windscherung“ wird nicht durch einen bestimmten Gradienten definiert , sondern durch die Tatsache, dass sich die Windgeschwindigkeit oder -richtung (nicht unbedingt mit der Höhe) ändert . Wenn Sie durch eine Winddrehung fliegen, erleben Sie Windscherung. Die Stärke der Turbulenzen, die beim Durchfliegen von Windwechseln auftreten, hängt von der genauen Situation und Größe des Flugzeugs ab.

Aus dem Pilot/Controller-Glossar:

WINDSCHERUNG - Eine Änderung der Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung in kurzer Entfernung, die zu einem Reiß- oder Schereffekt führt. Es kann in horizontaler oder vertikaler Richtung und gelegentlich in beiden Richtungen existieren.

Technisch gesehen könnte „kurze Entfernung“ einen Gradienten bedeuten, aber für alle praktischen Zwecke überdenkt das die Definition, und ich glaube nicht, dass diese Linie existiert.

Wie voretaq7 anmerkt , werden 10 Knoten Windschwankung innerhalb von 2000 AGL als dringende PIREP definiert. Es gibt jedoch kein Zeitfenster, daher wird eine ausreichend lockere Definition von Momentan angenommen.

Um die Frage zu beantworten: eine, die man fühlen kann.

Windscherung selbst ist ein Gradient.
@casey Ja, das ist der Punkt. Die Tatsache, dass es ein Gefälle gibt, bedeutet Windscherung. Jeder Gradient, der nicht Null ist, ist eine Änderung.
Die Frage nach dem Gradienten ist technisch dasselbe wie die Frage nach der Definition von "kurzer Entfernung".
Beachten Sie, dass es innerhalb von "Windscherung" Abgrenzungslinien gibt - insbesondere gelten PIREPs für Windscherung als "Routine", wenn eine Fluggeschwindigkeitsschwankung von <10 Knoten festgestellt wird, und als "dringend", wenn die Fluggeschwindigkeitsschwankung 10 Knoten überschreitet.