Des turbulences sévères inattendues et des passagers ont blessé un Qantas Boeing 737 lors de la descente à Brisbane le 4 mai 2024. L'enquête ultérieure du Australian Transport Safety Bureau a suggéré que la gravité de la turbulence a surpris le capitaine par surprise.
Ce n'est pas un événement isolé. Les orages avec de graves rafales de vent telles que les courants ascendants violents et les ruptures sont dangereux pour les avions. Les coups de basse en particulier sont connus pour provoquer de nombreux accidents graves.
Nos nouvelles recherches suggèrent que le réchauffement climatique augmente la fréquence et l'intensité des rafales de vent de l'orage «des retombées», avec de graves conséquences pour les voyages aériens.
Nous avons utilisé des techniques d'apprentissage automatique pour identifier les conducteurs climatiques provoquant plus de ruptures d'orage. L'augmentation de la chaleur et de l'humidité de l'Australie de l'Est s'est avérée être les ingrédients clés.
Les résultats suggèrent que les autorités aériennes et les compagnies aériennes dans l'est de l'Australie doivent être plus vigilantes pendant le décollage et l'atterrissage dans un monde réchauffant.
L'air chaud et humide émet des problèmes pour les avions
Le réchauffement climatique augmente la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère inférieure. En effet, 1 ° C de réchauffement permet à l'atmosphère de contenir 7% de vapeur d'eau en plus.
L'humidité supplémentaire provient généralement de mers plus chaudes adjacentes. Il s'évapore de la surface de l'océan et alimente les nuages.
L'augmentation de la chaleur et de la vapeur d'eau alimente les orages plus forts. Le changement climatique devrait donc augmenter l'activité des orages au-dessus de l'Australie de l'Est
Pour les avions, le principal problème avec les orages est le risque de changements dangereux et rapides de la résistance au vent et de la direction à de faibles niveaux.
Petit mais puissant
Les petites ruptures, plusieurs kilomètres de large, sont particulièrement dangereuses. Ces «microburstes» peuvent provoquer des changements brusques de la vitesse et de la direction des rafales de vent, créant des turbulences qui déplacent soudainement le plan dans toutes les directions, à la fois horizontalement et verticalement.
Les rafales de vent de microburstes peuvent être extrêmement fortes. L'aéroport de Brisbane a enregistré une rafale de Microburst Wind à 157 km par heure en novembre 2016. Trois avions sur le tarmac ont été largement endommagés.
À la descente ou à l'ascension, les microburstes rencontrant des avions peuvent subir des pertes soudaines et inattendues ou des gains en altitude. Cela a provoqué de nombreux accidents d'avions dans le passé. Les microburstes deviendront de plus en plus problématiques dans un climat de réchauffement.
Analyse et prédiction de microburstes
Les microburstes sont très difficiles à prévoir, car ils sont si petits. Nous avons donc utilisé l'apprentissage automatique pour identifier les facteurs environnementaux les plus propices à la formation de microburstes et aux rafales de vent sévères associées.
Nous avons accédé aux données d'observation des vastes archives du Bureau of Meteorology. Ensuite, nous avons appliqué huit techniques d'apprentissage automatique différentes pour trouver celle qui fonctionnait le mieux.
L'apprentissage automatique est un domaine d'étude en intelligence artificielle en utilisant des algorithmes et des modèles statistiques pour permettre aux ordinateurs d'apprendre des données sans programmation explicite. Il permet aux systèmes d'identifier les modèles, de faire des prédictions et d'améliorer les performances au fil du temps car ils prennent plus d'informations.
Nous avons constaté que les conditions atmosphériques dans l'est de l'Australie favorisent de plus en plus le développement de microburstes d'orage plus forts et plus fréquents.
Nous avons enquêté sur une épidémie de microburse d'un front de tempête en 2018. Il a produit de graves rafales de vent de surface dans six aéroports régionaux de la Nouvelle-Galles du Sud: Bourke, Walgett, Coonamble, Moree, Narrabri et Gunnedah.
Les aéroports régionaux en Australie et dans le monde utilisent souvent de petits avions. Les petits avions avec 4 à 50 sièges de passagers sont plus vulnérables aux rafales de vent fortes, voire extrêmes, engendrées par des microburstes d'orage.
Conséquences généralisées
Notre vaste étude de cas régionale a identifié les conditions météorologiques qui créent de graves orages dans l'est de l'Australie pendant les mois les plus chauds.
La teneur élevée en eau des nuages crée une force vers le bas dans le nuage. Cette force induit un courant d'air descendant. Lorsque l'air plus lourd atteint le sol, les rafales de vent vaporisent dans plusieurs directions.
Ces rafales de vent mettent en danger les avions pendant le décollage et l'atterrissage, car les passages de vent rapides des vents de queue aux vents de tête peuvent faire en sorte que l'avion gagne dangereusement ou perd de l'altitude.
Notre analyse met en évidence les risques aéronautiques élevés de la turbulence atmosphérique accrue des microburstes d'orage à travers l'est de l'Australie.
Les petits avions dans les aéroports régionaux intérieurs du sud-est de l'Australie sont particulièrement vulnérables. Mais ces rafales de vent générées par la microbréste soudaine nécessiteront une surveillance des principaux aéroports de la côte Est, tels que Sydney et Brisbane.
Méfiez-vous de l'activité de microburstes accrue
Le vol a longtemps été reconnu comme un mode de voyage très sûr, avec un taux d'accident de seulement 1,13 par million de vols.
Cependant, le nombre de passagers dans le monde a considérablement augmenté, ce qui implique que même une faible augmentation du risque pourrait affecter un grand nombre de voyageurs.
Des recherches antérieures sur les risques liés au climat pour les voyages en avion ont eu tendance à se concentrer sur les dangers de croisière à haute altitude, tels que les turbulences aériennes claires et l'instabilité du flux de jet. En revanche, l'accent a été moins mis sur les dangers pendant l'ascension et la descente de bas niveau.
Nos recherches sont parmi les premières à détailler le risque climatique accru pour les compagnies aériennes des microburstes d'orage, en particulier pendant le décollage et l'atterrissage. Les compagnies aériennes et les autorités de sécurité aérienne devraient anticiper des microburstes plus forts. Des turbulences de rafales de vent plus fréquentes des microburstes sont à prévoir dans l'est de l'Australie, dans notre climat de réchauffement continu.
