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Thema des Tages

Vereisung in der Luftfahrt ? Teil 2: Mischeis und Backschnee


Der zweite Teil der Reihe zur Vereisung in der Luftfahrt legt im 
heutigen Thema des Tages den Schwerpunkt auf die meteorologischen 
Bedingungen und Auswirkungen von Mischeis und Backschnee.


Die Art des Eisansatzes an einem Flugzeug lässt sich häufig nicht 
eindeutig klassifizieren, weil sich aufgrund der wechselnden 
meteorologischen Bedingungen während des Fluges durch eine 
Vereisungszone oft Mischformen entwickeln und an verschiedenen 
Flugzeugsegmenten unterschiedliche Eistypen beobachtet werden.
Im ersten Teil zur Vereisung in der Luftfahrt haben wir uns den Rau- 
und Klareisbildungen an Luftfahrzeugen gewidmet (siehe Thema des 
Tages vom 05.10.2020 unter: https://bit.ly/3j49QgL). Zur 
Auffrischung: Bei Raueis wird durch sehr stark unterkühlte, kleine 
Wassertröpfchen eine kristalline und poröse Eisablagerung an den 
Vorderkanten der angeströmten Flugzeugoberflächen gebildet. Klareis 
hingegen entsteht durch größere, weniger unterkühlte Wassertröpfchen 
und durch einen langsamerer Gefrierprozess. Dadurch kommt es zunächst
zu einem Rücklauf des unterkühlten Wassers und mit fortschreitendem 
Gefrierprozess zu einer gleichmäßigeren, transparenteren Eisschicht 
auf der Flugzeugaußenhaut.

Die Kombination von Rau- und Klareisansatz führt zur Entstehung von 
Mischeis, sodass sich die gefährlichen Eigenschaften beider 
Vereisungsarten addieren. Mischeis wird dabei aus kleinen und großen 
unterkühlten Wassertröpfchen in einer Wolke gebildet. Die 
Temperaturspanne für die Entstehung von Mischeis liegt normalerweise 
zwischen -5 und -15 Grad Celsius. Diese Bedingungen sind am 
häufigsten in Nimbostratuswolken und in den mittleren Niveaus von 
ausgeprägten Quellwolken anzutreffen. Vor allem während des Steig- 
und Sinkflugs passiert ein Luftfahrzeug solche Wolken mit dem 
entsprechenden Temperaturniveau. Wie Raueis bildet sich Mischeis an 
den Vorderkanten des Flugzeuges. Die Raueispartikel sind dabei in 
Klareis eingebettet und bilden eine harte, grobkantige und weißliche 
Masse. In der beigefügten Grafik (https://bit.ly/3531ktp) ist eine 
schematische Ablagerung von Raueis an einer Tragfläche dargestellt. 
Dieses Mischeis haftet sehr stark und lässt sich nur schwer 
entfernen. Die festhaftende, unregelmäßige Mischeisschicht kann die 
Umströmung der Tragflächen stören und kleinskalige Turbulenzen 
auslösen, was erhebliche Auswirkungen auf die gesamte Aerodynamik des
Luftfahrzeuges zur Folge haben kann. Abbildung 2 zeigt beispielhaft 
gebildetes Mischeis am Tragwerk eines Flugzeuges.

Trockene Schneekristalle werden um das Flugzeug herumgeblasen und 
haften daher im Allgemeinen nicht an der Flugzeugoberfläche, sodass 
dabei keine Vereisungsgefahr besteht. Vereisung kann jedoch auch bei 
Flügen durch Schneefallgebiete einsetzen, wenn sowohl nasser Schnee 
als auch unterkühltes Wasser vorhanden sind, welche den Eisteilchen 
als Bindemittel dienen. Vor allem im Bereich von winterlichen Fronten
mit mäßigem bis starkem Schneefall und Temperaturen um 0 Grad Celcius
wird häufig eine starke Vereisung beobachtet. Das Gemisch von nassem 
Schnee und unterkühltem Wasser wird als Backschnee bezeichnet. 
Besonders im Steigflug kann Backschnee zu Problemen führen, wenn der 
nasse und zum Teil tauende Schnee bei rasch sinkender Temperatur an 
der kalten Flugzeugoberfläche gefriert. So kann sich eine sehr raue, 
gefrorene Ablagerung bilden, die die aerodynamische Stabilität des 
Luftfahrzeuges empfindlich stört. Außerdem kann eine feste Schicht 
Backschnee beispielsweise auch zu einer Beeinträchtigung der Höhen- 
und Seitenruder führen.

Der nächste und voraussichtlich letzte Teil der Reihe wird den 
Vereisungsgefahren durch Raureif und Eisansatz in sehr großen Höhen -
dem sogenannten Ice Crystal Icing gewidmet sein. 


M.Sc.-Met. Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale 
Offenbach, den 16.10.2020

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

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