Clear Air Turbulence (CAT)

Definition von Clear air turbulence

Clear air turbulence ist der Begriff für mittlere oder hohe Turbulenzen in Regionen mit starker Windscherung. Turbulente Gebiete dieser Art sind meist wolkenfrei. Manchmal kann man jedoch Wolkenformationen (meist Eiswolken) finden, die typisch für turbulente Gebiete sind, oder eine höhere Konzentration von Wasserdampf in der Nähe von Wasser. Beide weisen stark auf die Anwesenheit von CAT hin.

Oft wäre die Bezeichnung “High Level Turbulence (HLT)” besser als CAT, da sie auch die bewölkten Bereiche einschließt. In der Luftfahrtmeteorologie und Luftfahrt ist der Begriff CAT jedoch häufiger. Aus diesem Grund werden wir in diesem Modul CAT verwenden.

Abbildung 2.1. zeigt die vier Kräfte, die ein Flugzeug beeinflussen:

• Schub
• Widerstandsfähigkeit
• Lift
• Gewicht

Wenn das flugzeug ist fliegen mit einer konstanten geschwindigkeit und eine konstante höhe, alle vier achsen sind in balance. Die Höhe des Auftriebs und das Gewicht sind gleich. Gleiches gilt für Vertrauen und Widerstandsfähigkeit. Die Auftriebskraft ist eine Funktion aus der Spitzengeschwindigkeit der Luft (v2) und der Luftdichte (ρ).

Dies bedeutet, dass CAT durch den Flug durch eine Grenze verschiedener Luftmassen mit signifikant unterschiedlichen Dichten auftreten kann. Zum Beispiel dort, wo es einen Temperaturgradienten gibt und besonders in der Tropopause. Eine starke Beziehung besteht zwischen Variationen der Windgeschwindigkeit von einströmender Luft und der KATZE (Windgeschwindigkeit mit dem Quadrat von 2).

Größere Flugzeuge haben eine größere Flügelspreizung und Masse. Ihre vertikalen Bewegungen sind aufgrund der Trägheit weniger extrem als in kleineren Flugzeugen. Andererseits ist die Struktur in größeren Flugzeugen stärker belastet. In extremen Fällen von CAT kann die Struktur beschädigt werden oder brechen.

Abb. 2.1: Ein Flugzeug beeinflussende Kräfte