Loty w jesiennych i zimowych warunkach pogodowych

Wrzesień i początek października w tym roku bardziej przypominały późne lato niż jesienną szarugę. Jednak już od kilku dni pogoda przyniosła ochłodzenie, opady i zachmurzone niebo. I nawet jeśli mniej osób zastanawia się nad kolejnym lotem (bo też samych lotów jesienią i zimą obsługuje się mniej niż w sezonie letnim), to pogoda dużo bardziej może utrudnić jego wykonanie i przedłużyć, a nawet uniemożliwić, podróż. Zagrożenia dla lotnictwa ze strony jesiennej i zimowej pogody to nie tylko śnieżyce i gęste mgły. Z niektórymi z nich służby lotnicze i osiągnięcia techniki radzą sobie coraz lepiej, wobec innych nadal są bezsilne i w kontakcie z nimi musimy uznać wyższość pogody.

Mgły i niskie zachmurzenie

Mgły, czyli zawieszone w powietrzu krople wody lub kryształki lodu, powodujące ograniczenie widzialności poziomej do mniej niż 1 km, nieodzownie kojarzą nam się z jesienią. I słusznie, gdyż częstość ich występowania w Polsce jest największa w listopadzie, październiku i wrześniu (kolejno 7,4 proc., 6,8 proc. oraz 5,4 proc. obserwacji meteorologicznych miesięcznie). W pozostałych miesiącach chłodnego półrocza częstość występowania mgieł w naszym kraju nie przekracza 5 proc., a w ciepłej połowie roku 3 proc. (Kotas, 2020). W ciągu doby mgły występują najczęściej w drugiej połowie nocy i nad ranem, ale niejednokrotnie utrzymują się przez całą dobę.

Mgły mogą przybierać różną formę. Mogą tworzyć się tylko przy ziemi i ścielić się nad łąkami, nie ograniczając widzialności na wysokości oczu obserwatora. Takie mgły związane są z wypromieniowaniem ciepła z podłoża i zanikają szybko po wschodzie słońca lub przy wzroście prędkości wiatru. Jeżeli jednak taka mgła utworzy się bardzo wcześnie w nocy i rozrośnie w pionie, to może nie zaniknąć po wschodzie słońca i utrzymywać się przez cały krótki jesienny czy zimowy dzień.

Również mgły adwekcyjne, które tworzą się przy napływie ciepłej i wilgotnej masy powietrza nad wychłodzone podłoże, mogą nie ustąpić po wschodzie słońca i utrzymywać się przez wiele dni. Są to zjawiska, które swoim zasięgiem obejmują czasem obszar całego kraju i występują nawet przy dużych prędkościach wiatru. Widzialność poprawi się wtedy dopiero po zmianie masy powietrza, np. w wyniku przejścia frontu atmosferycznego (Szewczak, 2014).

Dla ruchu lotniczego, w kontekście mgły, istotne są też lokalne warunki panujące na lotniskach. Usytuowanie portów lotniczych blisko dolin rzecznych czy wilgotnych łąk sprawia, że dużo częściej będą pojawiać się tam gęste mgły, a tym samym zwiększa zagrożenie dla lotnictwa. Istotny jest też kierunek wiatru. Mgła może utworzyć się nad łąkami czy zbiornikami wodnymi i zostać nawiana w okolice pasa startowego. Bywa, że warunki lokalne wpływają niekorzystnie na widoczność na danym lotnisku, mimo że na sąsiednim, w bliskiej odległości, jest piękna i słoneczna pogoda.

Mgłom często, choć nie zawsze, towarzyszą niskie chmury warstwowe – stratus. Mogą też one występować niezależnie od ograniczenia widzialności, zwłaszcza przy przechodzeniu ciepłych frontów, intensywnych opadów czy w ciepłych obszarach układów niskiego i wysokiego ciśnienia. O zachmurzeniu chmurami warstwowymi mówimy, gdy ich podstawa znajduje się niżej niż około 300 m nad poziomem gruntu. Jednak dla lotnictwa pasażerskiego znaczący wpływ mają te zasłaniające ponad połowę nieba i położone na wysokości 100-150 m lub niżej. Zaleganie niskich chmur będzie też opóźniać poprawę widzialności i ustąpienie mgieł poprzez ograniczenie dopływu promieniowania słonecznego.

Możliwość wykonywania operacji lotniczych (startów, lądowań), ale też poruszania się po płycie lotniska samolotów, jak i samochodów technicznych, bagażowych itp. w warunkach ograniczenia widzialności i zalegania niskich chmur jest uzależniona od kategorii ILS (Instrument Landing System), kierunku podejścia na lotnisku i ustaleń zarządzających portem (ICAO, 2018). Kategorie ILS określają minimalną widzialność i wysokość podstawy chmur, jaka musi występować na lotnisku, by było możliwe lądowanie. W Polsce obecnie III, najwyższą, kategorię mają lotniska w Gdańsku i w Warszawie (widzialność minimum 75 m w Gdańsku i 200 m w Warszawie, a wysokość podstawy kolejno minimum 15 m i 30 m).

Pozostałe lotniska posiadają kategorię II i I: widzialność kolejno 300 m i 800 m, a wysokość 60 m. Niezależnie od kategorii ILS lotniska, decyzje o możliwości lądowania i startu każdorazowo podejmuje pilot, kierując się regulacjami dotyczącymi danego typu samolotu, indywidualnymi uprawnieniami oraz zastanymi warunkami rzeczywistymi. Brak możliwości lądowania będzie skutkował koniecznością czekania w holdingu na poprawę warunków na lotnisku lub, przy prognozowanym długotrwałym utrzymywaniu się  mgły czy zachmurzeniu, koniecznością przekierowania na lotnisko zapasowe. Gęste mgły oraz, w mniejszym stopniu, chmury stratus mogą powodować ograniczenia w ruchu samolotów i pojazdów znajdujących się na płycie lotniska, co również może generować opóźnienia i stanowić zagrożenie dla lotnictwa.

Opady

Opady utrudniające ruch lotniczy przyjmują różną postać. Jesienią i podczas ciepłej zimy mamy do czynienia z opadami deszczu i mżawki. Mogą one ograniczać widzialność lub powodować zaleganie warstwy wody na pasie startowym i drogach kołowania. Wydłuża to drogę hamowania i startu poprzez zmniejszenie tarcia kół o podłoże czy tworzenie się poduszki wodnej. Intensywny opad może powodować znaczące ograniczenie widzialności, jednak na ogół nie są to tak długotrwałe zjawiska, by znacząco opóźniały starty lub lądowania.

Znacznie trudniejszą sytuację stwarzają opady zimowe. Możemy mieć do czynienia z opadami śniegu, które powodują m.in. konieczność odśnieżania pasa startowego i dróg kołowania, co skutkuje czasowym ich zamknięciem. Mogą one także ograniczać widzialność tak intensywnie, jak gęste mgły. Powodują też, mimo stosowania środków chemicznych na powierzchni pasa startowego, zmniejszenie współczynnika tarcia nawierzchni i wydłużenie drogi hamowania i startu (ULC, 2016).

Podczas opadów śniegu konieczne może być też odlodzenie samolotu przed startem. Mimo iż takie działania mogą powodować opóźnienia, to są konieczne ze względów bezpieczeństwa. Nawet niewielka warstwa śniegu lub lodu na samolocie zmniejsza siłę nośną skrzydeł oraz zwiększa masę maszyny, a co za tym idzie wydłuża drogę startu lub w ogóle go uniemożliwia. Pokrycie samolotu odpowiednimi środkami chemicznymi powoduje oderwanie się ewentualnej warstwy lodu od skrzydeł podczas startu.

Najbardziej niebezpiecznym rodzajem opadu, występującym jesienią i zimą, jest opad marznący. Jest to sytuacja, gdy przy gruncie występuje temperatura ujemna, a na wysokości ok 100-600 m dodatnia. W takich warunkach opad nie ma czasu zamarznąć i ma postać przechłodzonych kropel wody, które po zetknięciu z wymrożonym podłożem momentalnie zamarzają, tworząc warstwę szklistego, przezroczystego lodu – gołoledzi. Występowanie opadów marznących związane jest z ciepłym frontem atmosferycznym i występuje stosunkowo rzadko, jednak warstwa tak utworzonego lodu jest dużo trudniejsza do usunięcia niż śnieg czy lód powstały w wyniku stopniowego obniżania się temperatury.

Istnieje też ryzyko, że lód osadzi się na skrzydłach samolotu podczas opadów deszczu i pomimo dodatniej temperatury przy gruncie – trzeba pamiętać, że lądujący samolot jest mocno wychłodzony. W takiej sytuacji na skrzydłach może osadzić się cienka, przezroczysta warstwa lodu niewidoczna dla pilotów i służb naziemnych. Lód powstały w wyniku gołoledzi mocno przywiera do wszystkich powierzchni i tworzy przezroczystą, twardą powłokę powodującą zmniejszając siłę nośną skrzydeł i tarcie wszystkich powierzchni oraz zwiększając masę samolotu. Takie oblodzenie wymaga szczególnej uwagi i dokładnego usunięcia z powierzchni maszyny oraz z lotniska.

Loty, a inne zjawiska pogodowe

Wśród innych zjawisk pogodowych, które mogą w sezonie jesiennym i zimowym utrudniać lub uniemożliwiać wykonywanie operacji lotniczych, są silne i bardzo silne wiatry. Częstość ich występowania znacząco wzrasta w chłodnym półroczu. Silny wiatr prowadzi do wystąpienia nieprzyjemnych turbulencji, uskoku wiatru i utrudnia, a w skrajnym przypadku nawet uniemożliwia, lądowanie. Podczas próby lądowania, zwłaszcza przy silnym wietrze bocznym, piloci mogą być zmuszeni do przerwania manewru i podjęcia kolejnej jego próby – odejścia na drugi krąg. Takie lądowanie może być też dużo bardziej nieprzyjemne dla pasażerów.

W trakcie występowania marznącej mgły oraz przy ujemnej temperaturze powietrza i dużej wilgotności powstają zjawiska szronu i szadzi, które, gdy są intensywne, powodują oblodzenie i konieczność odladzania samolotów i powierzchni lotniska. Szron tworzą drobne kryształki lodu, odkładające się przy niewielkich prędkościach wiatru na poziomych powierzchniach. Powoduje on zmniejszenie tarcia na płycie lotniska i może skutkować zmniejszeniem siły nośnej skrzydeł samolotu.

Szadź lub sadź odkłada się przy większej prędkości wiatru na pionowych przedmiotach w formie białych igiełek. Zjawisko to tworzy przepiękne formy, jednak masa osadzonego lodu może niszczyć sprzęt i zrywać kable.

Możliwości przeciwdziałania i prognozowania

Aby usprawnić ruch lotniczy w każdych warunkach pogodowych, porty unowocześniają systemy naprowadzania i sterowania ruchem, a także rozwijają flotę sprzętową, by procedury odśnieżania i odladzania przebiegały sprawniej. Służby kontroli ruchu i dyżurni mogą otrzymywać specjalistyczne prognozy pogody i ostrzeżenia obejmujące parametry meteorologiczne istotne dla danego lotniska (ICAO, 2018). Mają też możliwość kontaktu bezpośredniego z synoptykami czy obserwatorami meteorologicznymi w celu zaplanowania intensywności ruchu lotniczego oraz rozdysponowania sprzętu zimowego.

Mimo coraz większych możliwości przeciwdziałania skutkom niekorzystnej dla lotnictwa pogody, niejednokrotnie, zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym, mamy do czynienia z opóźnieniami lub odwołaniem lotu. Bywa też, że połączenie zostanie skierowane na lotnisko zapasowe. Warto przed podróżą śledzić komunikaty pogodowe i informacje zamieszczane na stronach lotnisk, by nie być zaskoczonym długim oczekiwaniem, a nawet koniecznością zmiany planów. Pogoda może stanowić zagrożenie dla lotnictwa, ale dzięki technologii obsługa radzi sobie z niekorzystnymi zjawiskami coraz lepiej.

Katarzyna Stefaniuk – synoptyczka lotnicza z ponad siedmioletnim doświadczeniem w pracy operacyjnej oraz w szkoleniu specjalistów cywilnych i wojskowych z zakresu meteorologii i klimatologii. Zaangażowana w tworzenie nowych prognoz lotniczych oraz analizy meteorologiczne dla CPK. Zaczynała w sektorze publicznym i prywatnym związanym z gospodarką wodną i ochroną środowiska. Absolwentka klimatologii i ochrony atmosfery na Wydziale Geografii i Studiów Regionalnych UW. Prywatnie mama, pasjonatka żeglarstwa i wspinaczki, miłośniczka układania puzzli.

W artykule korzystałam m.in. z prac:

Kotas P. (2020). Prognozowanie wybranych elementów meteorologicznych, IMGW-PIB

Szewczak P. (2014), Meteorologia dla pilota samolotowego, Avia-Test Lech Szutowski

Wytyczne Nr 2 Prezesa Urzędu Lotnictwa Cywilnego z dnia 25 stycznia 2016 r. w sprawie metod oceny, pomiaru oraz raportowania stanu nawierzchni drogi startowej, ULC 2016, Dz.Urz.ULC.2016.6

Załącznik 3 do Konwencji o międzynarodowym lotnictwie cywilnym, sporządzonej w Chicago dnia 7 grudnia 1944 r. Służba meteorologiczna dla międzynarodowej żeglugi powietrznej, ICAO 2018, Dz.Urz.ULC.2018.8

https://dlapilota.pl/ (Dostęp 20.10.2023)

https://www.samoloty.pl/artykuly-lotnicze/15037-holding-czyli-procedura-oczekiwania (Dostęp 20.10.2023)

https://pl.wikipedia.org/wiki/Instrument_landing_system (Dostęp 24.10.2023)