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Livelli di volo
Per evitare collisioni nel cielo, gli aerei volano a quote definite, note come livelli di volo. Questi livelli dipendono dalla pressione atmosferica e variano in base alle condizioni meteorologiche.
Per evitare collisioni nel cielo, gli aerei volano a quote definite, note come livelli di volo. Questi livelli dipendono dalla pressione atmosferica e variano in base alle condizioni meteorologiche.
Gli aerei quando volano devono essere sempre distanziati per evitare collisioni. In verticale il distanziamento è garantito dall'uso dei livelli di volo. Gli aerei volano mantenendosi sui livelli di volo a loro assegnati e definiti in base a un riferimento internazionale comune, che garantisce un loro costante distanziamento affinché si evitino delle collisioni. Le condizioni meteorologiche influenzano i livelli di volo, con conseguenze sulla quota alla quale volano gli aerei. Per questo motivo MeteoSvizzera fornisce quotidianamente al servizio di controllo del traffico aereo le quote dei livelli di volo.
I piloti utilizzano gli altimetri per mantenere la quota di volo. Questi strumenti misurano la pressione atmosferica (utilizzando sensori di pressione installati sugli aerei) e, grazie a una formula matematica che descrive la relazione tra quota e pressione, forniscono una stima della quota a cui vola l'aereo.
Affinché tutti i piloti, da quelli degli aerei commerciali a quelli delle mongolfiere, dai piloti di aliante ai parapendisti, utilizzino mentre volano il medesimo riferimento , in modo da evitarsi a vicenda e evitare collisioni, è necessario che tutti utilizzino la medesima calibrazione dell'altimetro. Per questo motivo è stata definita a livello internazionale una cosiddetta atmosfera standard: l'International Standard Atmosphere (ISA). Questo standard ISA stabilisce :
In realtà, i campi di pressione al suolo e quelli in quota sono strettamente legati alle condizioni meteorologiche: le zone depressionarie sono generalmente associate a pressioni basse (inferiori a 1013,25 hPa), mentre le zone anticicloniche presentano pressioni alte (superiori a 1013,25 hPa). Durante il percorso di un aereo di linea, che si estende generalmente su diverse centinaia o addirittura migliaia di chilometri, la pressione atmosferica, sia al suolo sia in quota, può variare significativamente. Di conseguenza, i piloti che decollano da regioni dove la pressione al suolo è diversa devono configurare i loro altimetri su una pressione di riferimento comune per mantenere le distanze di sicurezza. Altrimenti, le quote indicate dai loro altimetri non sarebbero comparabili: due aerei con configurazioni diverse potrebbero essere in verticale molto più vicini di quanto suggerito dalle letture degli altimetri.
Per gestire il traffico aereo e prevenire le collisioni, gli aerei volano mantenendosi su superfici di uguale pressione note come livelli di volo (FL). Questi livelli di volo corrispondono alla quota espressa in centinaia di piedi sopra la superficie isobarica di 1013,25 hPa, il riferimento dell’atmosfera standard. Ad esempio, FL 050 è la superficie a 5000 piedi sopra la superficie isobarica di 1013,25. Tutti i livelli di volo si basano sulla configurazione dell'altimetro a 1013,25 hPa.
Al di sopra di una certa quota, nota come altitudine di transizione, gli aerei non volano dunque a una quota costante ma a una pressione costante, a seconda del livello di volo.
Poiché il campo della pressione al suolo varia notevolmente nel tempo e da una regione all'altra, varia anche la quota della superficie isobarica 1013,25 e quindi dei livelli di volo:
Quando un'area di alta pressione si rafforza a nord delle Isole britanniche mentre un’area di bassa pressione si approfondisce sull'Italia settentrionale, la pressione atmosferica al suolo diminuisce spostandosi dalle Isole britanniche verso l'Italia settentrionale. Un aereo che volasse da Reykjavik alla Giordania passando per la Francia, ad esempio, incontrerebbe notevoli variazioni di pressione pur volando a una quota costante. Transitando sullo stesso livello di volo, diciamo FL180 (18.000 piedi sopra la pressione di 1013,25 hPa), la sezione trasversale qui sotto mostra chiaramente che la sua traiettoria segue delle variazioni di quota a seconda delle condizioni di pressione locali.
Per garantire che le quote misurate dagli altimetri dei vari velivoli siano comparabili e che la distanza verticale tra di loro sia garantita, tutti i piloti devono impostare i loro altimetri come se la pressione a livello del mare in tutto il mondo fosse uguale a 1013,25 hPa.
Sebbene questo riferimento fornisca un'esatta distanza verticale tra gli aerei in volo, non fornisce la vera quota rispetto al suolo. La vera quota rispetto al suolo diventa molto importante durante gli atterraggi o prima dei decolli. Il pilota la ricava impostando l'altimetro sulla pressione reale dell'aeroporto, denominata in meteorologia aeronautica con l’abbreviazione QNH (la definizione di questa grandezza è riportata nella pagina sulla pressione).
Dopo la fase di decollo e prima di quella dell’atterraggio gli aerei si trovano generalmente lontani dal suolo (tranne, ovviamente, in zone di montagna!) e non hanno bisogno di essere molto precisi in termini di quota. I piloti impostano in questa parte del volo il loro altimetro a 1013,25 hPa.
Durante la fase iniziale di decollo o di quella di avvicinamento ad un aeroporto, quando la distanza dal suolo è ridotta, i piloti volano con l'altimetro impostato sul QNH dell'aeroporto a cui si stanno avvicinando o da cui sono decollati. Il cambio tra queste fasi di volo avviene a una quota di transizione di circa 1500 metri.
Ogni 3 ore, MeteoSvizzera calcola i livelli di volo FL100 e FL180 a Ginevra e FL140 a Zurigo utilizzando le misure fornite dalla stazione sul Jungfraujoch e dai radiosondaggi di Payerne alle 00:00 e alle 12:00 UTC. Questi livelli vengono inviati ai controllori del traffico aereo di Skyguide, che definiscono i livelli di volo che gli aerei possono utilizzare per attraversare le Alpi.
Il grafico seguente mostra le variazioni della quota della superficie geopotenziale di 700 hPa misurata presso 3 stazioni dal 12 al 13 ottobre 2020. Si può notare come la quota della superficie geopotenziale sia diminuita significativamente (di circa 50 metri). Ciò è dovuto all'approfondimento di una zona bassa pressione sopra la Svizzera. Di conseguenza, i livelli di volo sono più bassi.