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Bachelorarbeit Aviatik: Kurzfristprognosen für den Wind auf dem Flughafen Madeira Funchal (LPMA)

Wissen, woher der Wind weht

Der Landeanflug auf die Blumeninsel Madeira ist nicht ohne: Die böigen und wechselhaften Winde führen dazu, dass Landungen nicht immer möglich sind. Lorenz Lüdi und Jasmin Mühlematter haben dieses Phänomen in ihrer Bachelorarbeit im Studiengang Aviatik genauer untersucht.

Mitten im Atlantik, mehr als 700 Kilometer vom portugiesischen Festland entfernt, liegt die Insel Madeira, bekannt für Süsswein, Blumen und mildes Klima. Weniger idyllisch sind die Windverhältnisse rund um den Flughafen des Hauptorts Funchal: Er gilt als einer der anspruchsvollsten Flughäfen überhaupt und darf nur von Besatzungen mit besonderer Schulung angeflogen werden. Hinzu kommt, dass Böen oder Seitenwinde immer wieder dazu führen, dass Flugzeuge nicht landen können und auf die Nebeninsel Porto Santo ausweichen müssen. Nicht nur für Passagiere, auch für Fluggesellschaften ist das umständlich. Darum haben sich Lorenz Lüdi und Jasmin Mühlematter im Rahmen ihrer Aviatik-Bachelorarbeit daran gemacht, die Windverhältnisse rund um den Flughafen genauer zu untersuchen. Als Wirtschaftspartnerin stand ihnen dabei die Fluggesellschaft Edelweiss zur Seite.

Drei verschiedene Quellen

Um die Windverhältnisse genauer zu verstehen, haben der Absolvent und die Absolventin verschiedene meteorologische Parameter untersucht. Dazu gehören Luftdruckveränderungen und Windgeschwindigkeit, aber auch die Stabilität von Luftschichten und die Beziehung von Stabilität und Geschwindigkeit. Letzteres wird in der sogannten Froude-Zahl angegeben. Die Informationen gewannen Lorenz Lüdi und Jasmin Mühlematter aus drei Quellen: Flugplatzwetterprognosen, die alle sechs Stunden aufdatiert werden; die halbstündlich aufdatierten Flugplatzwettermeldungen, welche auch während des Fluges empfangen werden können; und die aktuellen Messungen – 2-Minuten-Mittelwerte aus 10-Sekunden-Messungen – welche auch Böen enthalten und massgebend dafür sind, ob sich die Besatzung für eine Landung entscheidet oder nicht. Weitere Daten und Informationen erhielten sie von frei verfügbaren Archivdaten des Wettermodells GFS (USA) sowie im Rahmen von Gesprächen mit Verantwortlichen vor Ort.

«Die Froude-Zahl, welche die anströmende Luftmasse dynamisch charakterisiert, bietet einen zusätzlichen Anhaltspunkt, um die besten Start- und Landezeiten in Funchal zu planen.»

Lorenz Lüdi

Bessere Windkenntnisse

Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die Froude-Zahl, welche die anströmende Luftmasse dynamisch charakterisiert, einen zusätzlichen Anhaltspunkt bietet, um die besten Start- und Landezeiten in Funchal zu planen – wobei beim dichten Flugverkehr klar ist, dass nur wenig Spielraum besteht. Immerhin können sich Fluggesellschaften damit eine Zweitmeinung im Vergleich zur Flugplatzwetterprognose bilden. Ein weiterer Nutzen besteht darin, dass die Wirtschaftspartnerin Edelweiss durch die Untersuchung im Rahmen der Bachelorarbeit die Windverhältnisse der Insel nun viel besser kennt – unter anderem auch die Häufigkeit und die Dauer von Phasen, während derer eine Landung nicht möglich ist. Wesentlich ist auch die Erkenntnis, dass die vom portugiesischen Wetterdienst gelieferten Produkte grundsätzlich State-of-the-Art sind und es wenig Raum für Verbesserungen gibt.

Überschrittene Limits

Zu einer spannenden Erkenntnis gelangten Lorenz Lüdi und Jasmin Mühlematter schliesslich auch, indem sie die Winddaten zusätzlich mit den Daten von ankommenden Flugzeugen verglichen. Es gibt Limits, was die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung oder die Kombination von beidem betrifft. Rechtlich bindend sind diese Limits nicht, eine Überschreitung wirkt sich allerdings auf die Landewahrscheinlichkeit aus – doch auf eher überraschende Weise. Erwartungsgemäss verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Landung um bis zu 41 Prozent, wenn die Messdaten das Limit überschreiten. Liegen die Prognosen, welche mehrere Stunden vor der Landung erstellt werden, allerdings über dem Limit, steigt die Landewahrscheinlichkeit erstaunlicherweise um bis zu 16 Prozent. Dozent Bruno Neininger vermutet, dass das damit zu tun haben könnte, dass vor der Starkwindphase noch möglichst viele Landungen durchgeführt werden.

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