Jet Stream over Egypt

El Jet Stream

El Jet Stream
¿Alguna vez te has preguntado por qué es más rápido volar de América a Europa que al revés? La respuesta es la corriente en chorro o Jet Stream. Este «río» de aire que fluye a través de la Tierra juega un papel importante en la aviación. Las aerolíneas han aprendido cómo aprovecharlo y planificar sus vuelos en consecuencia.

DESCUBRIMIENTO DEL JET STREAM

El descubrimiento del Jet Stream, o corriente en chorro, a menudo se atribuye a Wasaburo Ooishi, un meteorólogo japonés. En 1923, observó que los fuertes vientos en altura desviaban los globos atmosféricos a medida que ganaban altitud. Al rastrear su posición, pudo determinar la velocidad del viento. Aunque fue sólo una predicción, pudo registrar una tendencia a lo largo de los años y determinó que estos vientos seguían un patrón. Por desgracia, sus observaciones pasaron casi desapercibidas ya que las publicó en Esperanto.

Durante la Segunda Guerra Mundial, las observaciones de Ooishi permitieron a Japón lanzar la «Operación Fu-go». Usando su predicción sobre los vientos en altura, los japoneses lanzaron cerca de 10.000 globos de hidrógeno que transportaban bombas sobre el Océano Pacífico hacia América. Las predicciones de 190 nudos (350 km/h) en la velocidad del viento (entre 30.000 y 38.000 pies) llevarían los globos a la costa oeste de los Estados Unidos en 3 días. Dichas predicciones resultaron ser inexactas y sólo algunos globos alcanzaron el objetivo y no causaron el efecto deseado.

Balloons loaded with bombs. Photo: warhistoryonline.com
Globos equipados con bombas. Foto: warhistoryonline.com

Al aviador estadounidense Wiley Post también se le atribuye el descubrimiento del Jet Stream. Post logró el primer vuelo en solitario alrededor del mundo en 1931, desarrolló el traje de presión y exploró los límites del vuelo a gran altitud. En 1935, mientras volaba a 30.000 pies en su Lockheed 5C Vega «Winnie Mae», experimentó velocidades de hasta 340 millas por hora. Volando en el Jet Stream, pudo cubrir 2.035 millas entre Burbank, California y Cleveland, Ohio en 7 horas y 19 minutos, demostrando los beneficios de los vuelos a gran altitud. La misma distancia, al nivel del mar, le habría tomado 12 horas y 42 minutos.

Wiley Post and his Lockheed 5C Vega “Winnie Mae”. Photo: Hulton Archive
Wiley Post y su Lockheed 5C Vega “Winnie Mae”. Foto: Hulton Archive

UN EFECTO MUNDIAL

El aire actúa como un fluido y, como el agua, fluye y se ve afectado por fuerzas externas, modificando su comportamiento y dando forma a sus patrones.

En la Tierra, debido al calentamiento diferencial a lo largo de su latitud, el desarrollo vertical de la atmósfera cambia. Cerca del ecuador, el aire es más cálido, por lo que asciende creando un área de baja presión cerca de la superficie. El aire circundante tiende a llenar este espacio “vacío”, por lo que fluye desde el área de alta presión hacia el área de baja. El “vacío” creado por este movimiento de aire en superficie, crea un movimiento descendente en el aire que está en altura, en la Tropopausa.  Creando así, una circulación.

Circulation of the Hadley, Ferrel and Polar cell. Photo: NASA – Wikimedia
Circulación de las células de Hadley, Ferrel y Polar. Foto: NASA – Wikimedia

Hay tres células de circulación por hemisferio. Las células de Hadley, Ferrel y Polar. Estas células encuentran su límite superior en la Tropopausa, dónde el aire deja de ascender. Cerca del ecuador, el aire es más cálido y asciende mucho más alto, estirando la Tropopausa. La altitud media (varía durante el año) de la Tropopausa en el ecuador es de 56.000 pies y de 30.000 pies en los polos.

Cross-section of the Cells and its circulation. Photo: Sleske – Wikimedia
Sección de las células y su circulación. Foto: Sleske – Wikimedia

La corriente en chorro se origina en el borde entre estas celdas. Debido a la rotación de la Tierra, el aire que viaja hacia este borde es forzado lateralmente, debido al efecto Coriolis. En el hemisferio Norte, el aire que viaja hacia el Norte se verá obligado a fluir hacia el Este. Cuanto mayor es su velocidad, mayor es la desviación. Es por eso que la corriente en chorro fluye principalmente hacia el Este. Si la diferencia de temperatura es alta entre las celdas, la velocidad del Jet Stream aumenta, hasta 200 nudos (370 km / h).

El Jet Stream es como un «río» continuo de aire, serpenteante. Esto se debe a la diferencia en el efecto Coriolis en diferentes latitudes. Son las llamadas ondas de Rossby, y es la razón por la que a menudo vemos Jet Streams que no fluyen directamente hacia el este. 

Rossby waves. Photo: NASA
Ondas de Rossby. Foto: NASA

EL JETSTREAM EN AVIACIÓN

Con todo este conocimiento, la aviación puede usar las condiciones atmosféricas en su favor. Mediante el uso de información meteorológica y por satélite, podemos predecir fenómenos meteorológicos futuros, vientos en altura y mucho más. Las aerolíneas utilizan información actualizada cada hora para planificar sus vuelos evitando el tiempo potencialmente peligroso en todo el mundo.

Cuando se trata de Jet Streams, los departamentos de planificación de vuelos tienen en cuenta la posición, altura, extensión y velocidad del viento en su ruta planificada. Por tanto, anticipándose y siendo capaces de modificar la ruta para, por ejemplo, evitar un fuerte viento de cara o un área de turbulencia asociada a un Jet Stream.

Significant Weather Chart of the Atlantic Ocean. Photo: Crewbriefing.com
Mapa de tiempo significativo del Océano Atlántico. Foto: Crewbriefing.com

Los pilotos también reciben información sobre el clima en forma de SIGWX (mapa de tiempo significativo) y mapas de viento. De esta manera, pueden examinar la situación y decidir la mejor opción. En vuelos de larga distancia, un desvío de ruta implica una gran cantidad de consideraciones: la planificación del combustible puede verse afectada, la operación ETOPS puede restringir ciertos desvíos, los aeropuertos alternativos en ruta deberían ser ajustados, etc.

TURBULENCIA ASOCIADA, ÁREAS DE CAT

Como hemos visto, el Jet Stream es un flujo de aire que fluye velozmente. El aire que lo rodea fluye, en comparación, más lentamente. Cuando un avión se acerca a un área de Jet Stream y la velocidad del viento aumenta repentinamente, éste sufre de Windshear; Un cambio repentino en la velocidad relativa entre dos masas de aire adyacentes. Esto provoca inestabilidad en la masa de aire y, a medida que la aeronave vuela a través de ella, está sujeta a esas perturbaciones y sufre de turbulencias. Además, ya que la corriente en chorro fluye justo en el borde de la celda,  existe una diferencia entre las temperaturas del aire a ambos lados de ella, cambiando así la su densidad y generando también inestabilidad.

Este tipo de turbulencia no está asociada a nubes, por eso se la conoce como turbulencia en aire claro – En inglés Clear Air Turbulence (CAT). Por lo general, esta turbulencia se reduce a simples “baches”. Con sacudidas breves y repetitivas, puede ser incómoda para los pasajeros, más que peligrosa para la seguridad del vuelo. Sin embargo, ha habido situaciones en las que se han encontrado turbulencias moderadas y severas como resultado de una turbulencia en aire claro.

Depiction of a cell boundary, Jet Stream and Area of CAT
Evolución vertical de la corriente en chorro.

Los pilotos hacen todo lo posible para evitar estas áreas. Desde la etapa de planificación del vuelo, con la ayuda de los mapas y cartas antes mencionados, se marcan las áreas CAT y también se señaliza su extensión vertical. Como podemos ver en el mapa, la línea intermitente azul sobre Cerdeña (Italia) representa un área de potencial turbulencia en aire claro. En la leyenda podemos ver que se sitúa entre nivel de vuelo 210 y 410. También podemos ver cómo se asocia con una corriente en chorro que fluye de Norte a Sur (línea roja) a 120 nudos (cada triángulo representa 50 nudos y cada línea 10).

Significant Weather Chart showing the Jet Stream and associated CAT areas. Photo: Crewbriefing.com
Mapa significativo con el Jet Stream y su área CAT asociada. Foto: Crewbriefing.com

Cuando un avión está sujeto a turbulencias moderadas y severas, los pilotos deben informar al ATC —Control de tráfico aéreo— para ayudar a otros tráficos en el área circundante y avisar sobre posibles áreas peligrosas. Un simple cambio de Nivel de Vuelo (Altitud) suele ser suficiente para salir del área turbulenta. Muchas veces, los pilotos piden al ATC un cambio de altitud para evitar la incómoda turbulencia.

CASO PRÁCTICO

Como pequeño ejemplo de la gran influencia que puede tener el Jet Stream en un vuelo. Vamos a tomar un vuelo desde Los Ángeles a Tokio-Haneda, y ver cómo podemos aprovechar nuestro conocimiento.

Podemos ver que el Jet Stream, el mismo que instigó el proyecto de los globos japonés, fluye a lo largo del Océano Pacífico. Si siguiéramos la ruta estándar, nos encontraríamos justo en el medio de Jet Stream. Echemos un vistazo a su efecto.

Al volar a través del Jet Stream, estamos experimentando un viento de cara sostenido de hasta 120 nudos a lo largo de toda la ruta. Esto daría como resultado un tiempo de vuelo de 12 horas y 45 minutos para cubrir 4.835 millas náuticas y un consumo de combustible estimado de 94.800 kg. Teniendo en cuenta el combustible para contingencia, la reserva final y el combustible alternativo, necesitaríamos aproximadamente 108.000 Kg de combustible al despegue.

Por el contrario, si decidimos desviar la ruta hacia el Norte, a pesar de que volaremos una ruta más larga (123 millas náuticas más), evitaremos la corriente en chorro y los efectos serán muy notables. Veamos:

Volando por la ruta Norte, volaríamos una distancia de 4.958 millas náuticas, tomaría sólo 11 horas y 25 minutos, 1 hora y 20 minutos menos, y ahorrando casi 10 toneladas de combustible. Este es un ahorro masivo, a pesar de volar una ruta más larga. Por supuesto, este es un ejemplo perfecto, algunos días la diferencia sería menor. Pero, en general, esto significa un ahorro de millones de dólares cuando se programan miles de vuelos anualmente. Vemos así, la importancia de tener un equipo de planificación y operaciones eficaz.

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