Turbulenzen beim Fliegen sind nicht nur unangenehm, sie nehmen auch stetig zu: Jährlich verzeichnen Airlines weltweit rund 5000 Vorfälle mit schweren oder extremen Turbulenzen. Experten prognostizieren, dass sich ihre Häufigkeit bis 2050 verdoppeln oder sogar verdreifachen könnte - als Folge des Klimaproblems.
Vorhersage von Turbulenzen muss besser werden
Eines der größten Potenziale liegt in der bestmöglichen Vorhersage von Turbulenzen, sagt der Isländer Bjørn Birnir, einer der weltweit führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Turbulenzen. Er lehrt an der University of California und hat zusammen mit Luiza Angheluta-Bauer von der Universität Oslo ein neues Vorhersagemodell entwickelt, das als eines der fortschrittlichsten gilt, das je in diesem Bereich erstellt wurde.
Birnirs Methode kombiniert zwei Ansätze
Das neue Vorhersagemodell kombiniert zwei verschiedene Ansätze: die Lagrangesche Methode, die die Bewegung einzelner Partikel verfolgt, und die Eulersche Methode, die die Strömung um feste Punkte im Raum untersucht. Beides zusammen macht die Vorhersage so genau. «Ich glaube, dass der Flugzeugbau von diesem Modell profitieren wird», sagt Dr. Birnir gegenüber der Zeitung New York Times.
Vereinfacht gesagt: Die Lagrangesche Mechanik ist wie ein Blatt, das mit dem Fluss treibt und dabei von Wirbeln hin- und hergeworfen wird. Die Eulersche Mechanik hingegen gleicht der Beobachtung eines Felsens im Fluss: Man analysiert, wie die Turbulenz um diesen festen Punkt herum strömt. Die lagrangesche Mechanik gilt als deutlich schwerer modellierbar.
Hinweise für Pilotinnen und Piloten
Dr. Birnir ist überzeugt, dass sein Modell helfen kann, präventive Maßnahmen zu ergreifen, um die starken Turbulenzen zu vermeiden oder zumindest abzumildern. Das System soll den Pilotinnen und Piloten mitteilen, ob sie beispielsweise die Triebwerksleistung reduzieren müssten, um besser durch Turbulenzen zu kommen.
Ein differenzierteres Turbulenzmodell hätte den Piloten möglicherweise ermöglicht, präventive Maßnahmen zu ergreifen – wie etwa die Reduzierung der Triebwerksleistung –, um der Eulerschen Unregelmäßigkeit zu begegnen, durch die sie flogen.
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