Článek
Turbulence v bezoblačném vzduchu (anglicky Clear Air Turbulence, zkráceně CAT) patří obecně mezi nejvíce nepředvídatelné jevy v letectví. Jedná se o chaotické proudění vzduchu ve vyšších vrstvách atmosféry, které nelze zachytit lidským okem, satelity ani radary.
Nedávný výzkum vědeckého týmu univerzity v anglickém Readingu potvrdil, co už se předpokládalo delší dobu. Četnost a intenzita turbulencí v minulých letech narůstala, od roku 1979 o zhruba 55 procent.
Jde o důsledek klimatické změny. Kvůli ní dochází k rychlému oteplování polárních a mírných šířek u zemského povrchu a tropů ve výškách atmosféry, kde letadla létají (9 až 12 kilometrů nad zemí). Zvýšené teplotní rozdíly vedou k výraznějšímu střihu větru. Klimatická změna také zesiluje tryskové proudění, což způsobuje rychlé změny rychlosti větru na krátkých vzdálenostech podporující silnější turbulence.
Další studie pak tvrdí, že jejich počet bude růst i nadále, a to raketovým tempem. Do roku 2050 by se mohly turbulence v některých oblastech zvýšit až trojnásobně. Podle vědců to nejvíce ovlivní lety v severním Atlantiku a východní Asii, kde bude nárůst nejvyšší.
Dopady turbulencí na letectví
Turbulence představují riziko nepohodlí a v některých případech i zranění. Přestože zranění při turbulencích je poměrně málo, je to jeden z hlavních důvodů, proč mají lidé strach z létání. Jejich vyšší počet by tak mohl snížit ochotu létat.
Mnohem závažnější problémy však pramení z vyšších ekonomických nákladů souvisejících s opotřebením letadel, větší spotřebou paliva, zvyšováním emisí a prodlužováním času letů. Turbulence tak stojí letecký průmysl nemalé peníze.
Nejrizikovější oblasti s turbulencemi v letech 1979 a 2020
I když nepomohou radary, částečně silné turbulence předvídat lze. Piloti před vzletem kontrolují meteorologické informace a předpovědní mapové vrstvy od Mezinárodní asociace leteckých dopravců (IATA), které zobrazují sílu tryskového proudění a potenciální oblasti výskytu turbulencí v bezoblačném vzduchu.
Také veřejnost už se dostane k datům, která ještě donedávna byla k dispozici pouze pilotům a letovým dispečerům. Pro cestující existuje řada webových stránek nebo mobilních aplikací, kde lze sledovat údaje o předpokládaných turbulencích na trase, jako například na Windy nebo Turbli.
„Asi před 20 lety jsme dokázali předpovědět turbulence s cca 60% úspěšností. Dnes je to spíše 75 procent a naším cílem je toto číslo stále zvyšovat,“ uvedl pro britskou stanici BBC Paul Williams, profesor atmosférických věd na Univerzitě v Readingu a spoluautor studií.
Nové technologie v boji proti turbulencím
Je však zřejmé, že samotné zdokonalení systémů pro předpovídání potenciálních oblastí s turbulencemi nebude stačit ke snížení vysokých ekonomických nákladů, které s nimi souvisejí. Z předpovědí sice víme oblast, kde se mohou turbulence vyskytovat, ale přesné místo, kde se s nimi letadlo setká, lze určit mnohem hůře.
Cílem do budoucna tedy nebude se turbulencím na základě předpovědí zdaleka vyhýbat, ale přizpůsobit se jim. Podle BBC existuje několik start-upů, které se snaží najít nová řešení, jak se vypořádat s narůstajícími turbulencemi. Díky nim by mohlo dojít k výrazné transformaci letectví ve 21. století. Zde jsou ty nejslibnější projekty:
- Doplňující „klapky“ na křídlech: Rakouská společnost Turbulence Solutions vyvinula malé klapky, které mohou doplnit ty větší na křídlech letadel. Tyto klapky při letu mírně mění svůj úhel na základě údajů o tlaku vzduchu bezprostředně před nimi a tím lépe stabilizují letadlo při náhlých změnách v proudění vzduchu. Stejným způsobem korigují svůj let ptáci. Společnost uvádí, že technologie může snížit projevy turbulence až o 80 procent. Prozatím došlo k testování u menších letadel, ale testy naznačují, že se správným škálováním by mohla technologie fungovat i u těch velkých.
- Detekce pomocí umělé inteligence: Létaní skrz chaotické víry a stoupající proudy vyžaduje nejen přesné inženýrství, ale také spoustu znalostí pokročilé matematiky a dynamiky. Zatímco pro lidskou mysl to může být velmi složité, pro umělou inteligenci by to neměl být takový problém. Ta používá zpětnovazebné učení, při kterém se zlepšuje metodou pokus-omyl. V nedávném experimentu se spojil tým vědců z univerzity Caltech se společnosti Nvidia a otestovali v aerodynamickém tunelu systém, který by dokázal předvídat příchod silné turbulence. Výsledky zatím nejsou dostupné, ale prý jsou slibné.
- Detekce pomocí speciálních mikrofonů: Skupina výzkumníků americké vesmírné agentury NASA vyvíjí a testuje speciální mikrofony, které umí detekovat ultra nízké infrazvukové frekvence generované turbulentními víry v bezoblačném vzduchu. Tato technologie by prý mohla detekovat turbulence až ve vzdálenosti téměř 500 kilometrů. Díky tomu by se tak výrazně snížily délky obletových tras a tím i zpoždění letů.
- Detekce pomocí laserového radaru: Číňané vyvíjejí přístup založený na metodě LIDAR, což je měření vzdálenosti na základě doby šíření pulsu laserového paprsku odraženého od snímaného objektu. Na základě této metody lze vytvářet 3D mapy vzduchu kolem letadla. Současná technologie dokáže zachytit turbulence na vzdálenost asi deseti kilometrů. Bohužel systémy LIDAR jsou zatím příliš velké a těžké, aby se daly použít na stávajících komerčních letadlech.
Pokud se letectví nepřizpůsobí rychle se měnícímu klimatu, mohou být turbulence jedním z faktorů, které ohrozí jeho spolehlivost i ekonomickou udržitelnost. Nové technologie sice slibují řešení narůstajícího problému, ale zásadní bude, jak rychle se je podaří zavést do praxe.
