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Aviazione e Volo

Perché i voli verso l'Europa attraversano l'Atlantico di notte

Perché i voli dagli USA verso l'Europa viaggiano di notte? Il sistema NAT-OTS, la corrente a getto fino a 239 nodi e i coprifuoco a Heathrow e Francoforte.

Ala illuminata di un aereo wide-body in quota sopra le nuvole dell'Atlantico, con la luce dell'alba all'orizzonte

Verso l'Europa le tracce notturne NAT-OTS sono valide dalle 01:00 alle 08:00 UTC sul meridiano 30° Ovest.

Chi prenota un volo da New York o Chicago verso l'Europa trova quasi solo partenze serali che incrociano l'oceano nel buio per toccare terra all'alba. Questa concentrazione dipende dal North Atlantic Organised Track System (NAT-OTS), dai coprifuoco antirumore degli scali europei e dalla spinta della corrente a getto polare che soffia da ovest a est fino a 239 nodi.[1][2] Spostare un decollo statunitense al mattino farebbe atterrare il velivolo in Europa nel pieno del blocco notturno delle piste, lasciandolo fermo negli hangar nelle ore di punta.[3]
Finestra UTC verso l'Europa
01:00–08:00
Orario di validità del sistema notturno NAT-OTS misurato sul meridiano 30° Ovest[1]
Velocità del getto polare
239 nodi
Punta dei venti occidentali in quota (442 km/h) sfruttati verso l'Europa[2]
Traversata subsonica record
4 h 56 min
Tempo registrato tra New York e Londra da un Boeing 747-436 nel febbraio 2020[4]

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Due fiumi opposti sull'oceano: come funziona il sistema NAT-OTS

Lo spazio aereo del Nord Atlantico è il corridoio oceanico più trafficato del pianeta, con circa 730.000 voli annui concentrati in due flussi unidirezionali che si invertono ogni dodici ore.[3][5] L'onda mattutina parte dall'Europa e viaggia di giorno verso ovest, mentre l'onda serale decolla dal Nord America per attraversare l'oceano di notte verso est.[3] Non esistono aerovie fisse disegnate sulle carte: le autostrade celesti vengono ricalcolate da zero due volte al giorno in base alla meteorologia d'alta quota.
La regia è divisa tra due centri di controllo oceanici sulle sponde opposte dell'Atlantico. Il fascio notturno diretto in Europa (eastbound) viene elaborato in Canada da Gander OAC e pubblicato sulla rete aeronautica AFTN alle 14:00 UTC, con validità fissata tra le 01:00 e le 08:00 UTC al passaggio sul meridiano di riferimento 30° Ovest.[1][6][7] Il fascio diurno diretto in Nord America (westbound) è invece calcolato in Scozia da Shanwick OAC (a Prestwick), trasmesso alle 22:00 UTC e valido dalle 11:30 alle 19:00 UTC sempre alla longitudine 30°W.[1][6][7] Questa sincronizzazione su scala continentale richiede margini operativi rigidi quanto l'inerzia meccanica nella rete elettrica europea, dove ogni squilibrio di fase si propaga sull'intero sistema interconnesso.
ParametroFlusso notturno (Eastbound)Flusso diurno (Westbound)
DirezioneNord America → EuropaEuropa → Nord America
Centro di calcoloGander OAC (Canada)[6]Shanwick OAC (Scozia)[6]
Pubblicazione AFTN14:00 UTC[7]22:00 UTC[7]
Validità a 30° Ovest01:00–08:00 UTC[1]11:30–19:00 UTC[1]
Codifica tracceDa sud: Track Z, Y, X...[9]Da nord: Track A, B, C...[9]

Dal messaggio PRM alla codifica alfabetica delle tracce

Prima che i controllori traccino le rotte, le compagnie aeree inviano le proprie traiettorie ottimali tramite i messaggi PRM (Preferred Route Message), da consegnare entro le 10:00 UTC per il fascio notturno ed entro le 19:00 UTC per quello diurno.[8] Una volta negoziata la geometria, il sistema assegna un identificativo alfabetico inequivocabile: le tracce diurne verso ovest partono da nord con la lettera Track A (Alpha), seguita da Track B (Bravo) scendendo verso sud; le tracce notturne verso est partono invece dall'estremo meridionale con Track Z (Zulu), Track Y (Yankee) e così via risalendo di latitudine.[9]
Tra la chiusura di un pacchetto e l'apertura di quello opposto restano due finestre di transizione (changeover periods), fissate dalle 08:01 alle 11:29 UTC e dalle 19:01 alle 00:59 UTC, per smaltire gli aerei in ritardo senza conflitti frontali.[10] L'ingresso nei corridoi organizzati non è obbligatorio: circa la metà del traffico nordatlantico vola dentro le tracce OTS, mentre il resto segue rotte libere (random routes) coordinate esternamente al fascio principale.[11]

La spinta della corrente a getto polare: fino a 239 nodi in coda

A quote di crociera comprese tra quattro e otto miglia d'altitudine (intorno ai 30.000 piedi, livello isobarico di 250–300 hPa), le medie latitudini boreali sono attraversate dalla corrente a getto polare, un fiume d'aria che soffia da ovest verso est fino a superare i 275 mph (239 nodi, ovvero 442 km/h).[2][12] La direzione costante nasce dalla combinazione tra il gradiente termico che separa l'aria artica da quella subtropicale e l'effetto Coriolis: le masse d'aria che risalgono verso i poli conservano il momento angolare della rotazione terrestre e accelerano verso oriente rispetto al suolo.[13]
Questa asimmetria atmosferica divide in due la pianificazione dei voli transoceanici. I velivoli che puntano di notte verso l'Europa cercano di infilarsi nel nucleo del getto per sommare la spinta del vento in coda (tailwind) alla propria velocità aerodinamica, mentre i voli diurni diretti negli Stati Uniti disegnano rotte più a nord o più a sud per schivare il vento contrario (headwind) e contenere i consumi di cherosene.[12] È lo stesso principio di gestione dell'energia cinetica che regola i sistemi di propulsione e aerodinamica sui lunghi profili di missione.
Quando il gradiente barico invernale si intensifica, l'accelerazione rispetto alla superficie diventa estrema. Nel febbraio 2020 un Boeing 747-436 di British Airways in volo da New York a Londra ha cavalcato una corrente a getto spinta dalla tempesta Ciara, toccando una velocità al suolo di 825 mph (1.327 km/h) e completando la traversata in sole 4 ore e 56 minuti, con 80 minuti di anticipo sull'orario tabellare.[4] Cavalcare questi nastri ad alta velocità comporta però un prezzo aerodinamico: sul fianco freddo di bassa pressione del getto, cioè sul lato settentrionale nell'emisfero nord appena sotto l'asse del vento massimo, il forte taglio verticale e orizzontale (wind shear) innesca frequenti sacche di turbolenza in aria chiara (CAT).[14]

Fusi orari e coprifuoco: perché l'Europa sbarra le piste fino all'alba

Anche con un vento in coda favorevole, un aereo non può decollare da New York o Boston nel primo pomeriggio: sommati i sei fusi orari di scarto e le sei ore di traversata, si presenterebbe sopra Londra, Parigi o Francoforte tra l'una e le quattro del mattino. In quella fascia oraria i principali scali europei sono chiusi o blindati da severi vincoli acustici.
L'esempio più rigido sul continente è l'aeroporto di Francoforte (FRA), dove vige il divieto assoluto per i voli di linea tra le 23:00 e le 05:00 ora locale.[15] Anche nelle due ore marginali che precedono e seguono il blocco (dalle 22:00 alle 23:00 e dalle 05:00 alle 06:00) lo scalo tedesco ammette al massimo 133 movimenti medi per notte calcolati su base annua.[15]

Il paradosso dell'arrivo in anticipo

Sfruttare una corrente a getto eccezionale può diventare un problema operativo: a Londra Heathrow i voli schedulati tra le 04:30 e le 06:00 non possono atterrare prima delle 04:30 per via del blocco volontario antirumore, pena la messa in attesa in quota.[17]
A Londra Heathrow (LHR) il controllo passa attraverso il regime governativo della Night Quota Period (23:30–06:00), che fissa un tetto massimo di 5.800 voli notturni all'anno, ripartiti in 3.250 movimenti nella stagione estiva e 2.550 in quella invernale.[16] In pratica la pista resta quasi deserta fino alle prime luci, con il traffico regolato al minuto:
  • Circa l'80% dei voli notturni di Heathrow si concentra nella finestra finale tra le 04:30 e le 06:00, con una media di 16 atterraggi al giorno in quei novanta minuti.[17]
  • Un divieto volontario vieta ai voli programmati nella fascia 04:30–06:00 di toccare terra prima delle 04:30, costringendo i jet spinti da un getto troppo veloce a rallentare in crociera o attendere in circuito.[17]
  • Il margine tra un'ammenda per rumore e il primo slot utile dell'alba si gioca sul filo dei secondi, con una precisione analoga al taglio d'iniezione nel freno motore quando la centralina azzera il flusso di carburante sopra un regime prefissato.
Esistono comunque rare eccezioni diurne verso est (daytime eastbound) pensate per chi non riesce a dormire in cabina: partendo al mattino presto dalla costa orientale americana, questi collegamenti riescono a toccare terra in Europa la sera stessa prima che scatti il coprifuoco notturno.[18] Sul corridoio tra New York e Londra, ad esempio, un Boeing 777 di British Airways decolla dall'aeroporto JFK alle 08:05 ora locale (EST) e atterra a Londra Heathrow intorno alle 19:30 locali.[18]

L'incastro delle flotte wide-body: una sola macchina per due traversate in 24 ore

Un jet a doppio corridoio come un Boeing 777, un 787 o un Airbus A350 genera ricavi solo mentre è in volo; lasciarlo parcheggiato per otto ore su un piazzale intercontinentale brucia i margini dell'intera rotta. L'alternanza tra la traversata notturna verso est e quella diurna verso ovest permette alle compagnie di chiudere una rotazione completa in 24 ore con un singolo esemplare.[19]
Il ciclo giornaliero sfrutta lo scorrimento dei fusi orari in modo speculare. L'aeromobile parte dalla costa orientale americana in serata, vola nel buio verso l'Europa e atterra al mattino tra le 06:00 e le 09:00 locali, proprio quando aprono le coincidenze continentali.[3][19] Dopo due o tre ore di assistenza a terra sul piazzale europeo, lo stesso velivolo riparte tra la tarda mattina e il primo pomeriggio diretto a ovest: viaggiando «dietro al sole», compensa le sette o otto ore di volo controvento con le cinque o sei ore restituite dal fuso orario, toccando terra in Nord America tra il primo pomeriggio e la sera locale.[19]
Scarico carburante aereo fuel dumping emergenza: nebbia di cherosene che esce dall'estremità alare di un jet quadrimotore al tramonto

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Fuel dumping: perché gli aerei scaricano carburante in volo

A quel punto la macchina è pronta sul gate statunitense per imbarcare i passeggeri del volo notturno successivo e ricominciare il pendolo sull'Atlantico.[19] Tenere un capitale industriale così costoso in ciclo continuo risponde alla stessa logica produttiva che spinge i data center ad assemblare e riconfigurare in serie le schede GPU per server pur di azzerare i tempi morti dell'hardware.

Separare centinaia di jet nel buio senza radar: da FANS 1/A ai satelliti ADS-B

Spingere centinaia di aerei nella stessa finestra notturna lungo pochi corridoi paralleli pone un problema ingegneristico immediato: in mezzo all'oceano non esistono antenne radar terrestri. Storicamente, i controllori applicavano una separazione procedurale basata sul metodo del numero di Mach, imponendo almeno 10 minuti di intervallo longitudinale tra due velivoli sulla stessa rotta e la stessa velocità assegnata.[20]
Dal 2020, nello spazio aereo NAT High Level Airspace (NAT HLA) tra i livelli di volo FL 290 e FL 410, il Data Link Mandate obbliga tutti gli aerei a operare con sistemi digitali CPDLC e ADS-C per le comunicazioni testo e i contratti di posizione automatici via satellite.[21] L'abbinamento con gli standard prestazionali PBCS (Performance-Based Communication and Surveillance), basati sui parametri RCP 240 e RSP 180, ha permesso di ridurre i minimi longitudinali a 5 minuti (o 30–50 miglia nautiche) e di dimezzare la separazione laterale tra le tracce a 23 miglia nautiche (42,6 km, pari a mezzo grado di latitudine).[22] Si tratta di un salto di precisione strumentale paragonabile a quello ottenuto a terra quando Boeing ha usato 9 tonnellate di patate per calibrare il Wi-Fi eliminando le approssimazioni empiriche in cabina.

14–17 NM

Distanza minima longitudinale tra due aerei sul Nord Atlantico grazie alla sorveglianza satellitare Space-Based ADS-B introdotta nel marzo 2019.[24]
La svolta definitiva è arrivata il 27 marzo 2019, quando i gestori NATS (Regno Unito) e NAV CANADA hanno attivato sulla regione nordatlantica il primo sistema al mondo di sorveglianza satellitare in tempo reale Space-Based ADS-B sviluppato da Aireon.[23] Grazie ai ricevitori montati sui satelliti in orbita bassa, dal marzo 2019 le distanze minime per gli aerei equipaggiati sono scese ulteriormente: la separazione longitudinale è passata da 5 minuti (circa 40 miglia nautiche) a sole 14–17 miglia nautiche, mentre la distanza laterale si è ridotta da 23 a 15–19 miglia nautiche, aumentando la capacità dei corridoi notturni lungo l'asse della corrente a getto.[24]

Domande frequenti

Perché gli aerei attraversano l'Atlantico di notte quando volano verso l'Europa?
La finestra notturna risponde a tre vincoli: evita i coprifuoco antirumore degli hub europei (chiusi o limitati fino alle 05:00–06:00 del mattino), sfrutta le tracce organizzate NAT-OTS allineate nella corrente a getto polare e consente ai passeggeri di partire dagli USA dopo l'orario d'ufficio arrivando in Europa in tempo per i voli in coincidenza.

Quanto tempo risparmia un volo verso l'Europa grazie alla corrente a getto?
I venti occidentali della corrente a getto polare soffiano in quota fino a 239 nodi (442 km/h), accorciando il volo verso est di circa una o due ore rispetto al tragitto inverso. Nel febbraio 2020 un Boeing 747-436 di British Airways ha coperto la tratta New York–Londra in 4 ore e 56 minuti, arrivando con 80 minuti di anticipo grazie alla tempesta Ciara.

Perché al ritorno dall'Europa agli Stati Uniti si vola quasi sempre di giorno?
I velivoli atterrati in Europa al mattino ripartono tra la tarda mattinata e il pomeriggio per non restare inutilizzati a terra. Volando verso ovest contro la corrente a getto impiegano più ore di volo ma attraversano cinque o sei fusi orari a ritroso, atterrando in Nord America nel pomeriggio o in serata pronti per la successiva traversata notturna.

Cosa sono e chi disegna le rotte oceaniche NAT-OTS?
Il North Atlantic Organised Track System (NAT-OTS) è una rete di corridoi aerei unidirezionali ricalcolati due volte al giorno in base ai venti in quota. Il centro canadese di Gander OAC disegna le tracce notturne verso est (valide dalle 01:00 alle 08:00 UTC a 30°W), mentre il centro scozzese di Shanwick OAC progetta quelle diurne verso ovest (11:30–19:00 UTC).

Come funzionano i blocchi notturni negli aeroporti di Francoforte e Londra Heathrow?
A Francoforte vige il divieto totale per i voli di linea tra le 23:00 e le 05:00 locali. A Londra Heathrow la Night Quota Period (23:30–06:00) impone un tetto di 5.800 movimenti annui e un divieto volontario di atterrare prima delle 04:30, concentrando l'80% degli arrivi intercontinentali tra le 04:30 e le 06:00.

Come vengono separati gli aerei di notte sull'Atlantico se non c'è copertura radar?
Tra FL 290 e FL 410 vige l'obbligo di comunicazioni digitali CPDLC e rapporti automatici ADS-C con standard PBCS. Dal marzo 2019 la rete satellitare Space-Based ADS-B di Aireon fornisce inoltre a NATS e NAV CANADA la posizione in tempo reale, riducendo la separazione longitudinale fino a 14–17 miglia nautiche.

Fonti

24 riferimenti Mostra
  1. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «2.1.3 The hours of validity of the two Organised Track Systems (OTS) are as follows: (Westbound) Day-time OTS 1130 UTC to 1900 UTC at 30°W (Eastbound) Night-time OTS 0100 UTC to 0800 UTC at 30°W»

  2. NOAA National Weather Service — The Jet Stream (si apre in una nuova scheda)

    «Jet streams vary in height of four to eight miles and can reach speeds of more than 275 mph (239 kts / 442 km/h).»

  3. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «2.1.1 As a result of passenger demand, time zone differences and airport noise restrictions, much of the North Atlantic (NAT) air traffic contributes to two major alternating flows: a westbound flow departing Europe in the morning, and an eastbound flow departing North America in the evening.»

  4. BBC News, 9 Feb 2020 (si apre in una nuova scheda)

    «The Boeing 747-436 reached speeds of 825 mph (1,327 km/h) as it rode a jet stream accelerated by Storm Ciara.The four hours and 56 minutes flight arrived at Heathrow Airport 80 minutes ahead of schedule on Sunday morning.»

  5. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «The airspace of the North Atlantic which links Europe and North America is the busiest oceanic airspace in the world. In 2017 approximately 730,000 flights crossed the North Atlantic ( ref NAT SPG/54 – WP/08 -OUTCOMES OF NAT EFFG/33 AND NAT EFFG/34 ).»

  6. SKYbrary — North Atlantic Operations: Organised Track System (si apre in una nuova scheda)

    «The night-time OTS (eastbound) is produced by Gander OAC and the daytime OTS (westbound) by Shanwick OAC, each incorporating any requirement for tracks within the New York, Reykjavik, Bodø and Santa Maria Oceanic Control Areas (OCAs).»

  7. SKYbrary — North Atlantic Operations: Organised Track System (si apre in una nuova scheda)

    «Typically, the time of publication of the daytime (westbound) OTS is 2200 UTC and of the night-time (eastbound) OTS is 1400 UTC.»

  8. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «Such information should be provided, in the correct format, as far in advance as possible, but not later than 1900 UTC for the following day-time OTS and 1000 UTC for the following night-time OTS.»

  9. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «In the westbound (day-time) system the track most northerly, at its point of origin, is designated Track 'A' (Alpha) and the next most northerly track is designated Track 'B' (Bravo) etc. In the eastbound (night-time) system the most southerly track, at its point of origin, is designated Track 'Z' (Zulu) and the next most southerly track is designated Track 'Y' (Yankee), etc.»

  10. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «2.4.1 To ensure a smooth transition from night-time to day-time OTSs and vice-versa, a period of several hours is interposed between the termination of one system and the commencement of the next. These periods are from 0801 UTC to 1129 UTC: and from 1901 UTC to 0059 UTC.»

  11. SKYbrary — North Atlantic Operations: Organised Track System (si apre in una nuova scheda)

    «Use of OTS tracks is not mandatory. Currently,about half of NAT flights utilise the OTS with most of the remaining traffic flying random routes.»

  12. SKYbrary — Jet Stream (si apre in una nuova scheda)

    «Aircraft flying west-east will try to exploit the Jet Stream to increase ground speed and, similarly, aircraft flying East-West will plan to avoid the Jet Stream.»

  13. NOAA National Weather Service — The Jet Stream (si apre in una nuova scheda)

    «For air moving toward the poles, the Earth's rotational velocity decreases beneath it, but the air itself retains its eastward momentum. This results in wind that moves faster than the Earth rotates. Therefore, as air moves towards the poles, it also moves from west to east relative to the surface. This is the Coriolis effect.»

  14. SKYbrary — Jet Stream (si apre in una nuova scheda)

    «The CAT is strongest on the cold/low pressure side of the jet (the north side in the northern hemisphere) next to and just underneath the axis of the Jet Stream.»

  15. Fraport AG — Frankfurt Airport Hours of Operation (si apre in una nuova scheda)

    «Frankfurt Airport opens at 5:00 a.m. and closes at 11:00 p.m. local time. Between 11:00 p.m. and 5:00 a.m. CEST, there is a ban on night flights. This means that no scheduled take-offs or landings are allowed. During late evening and early morning, between 10:00 p.m. and 11:00 p.m. CEST and between 5 a.m. and 6 a.m. CEST, no more than 133 aircraft movements per night are allowed at Frankfurt Airport averaged over a calendar year.»

  16. Heathrow Airport — Night Flights (si apre in una nuova scheda)

    «Heathrow is currently limited to 5,800 night flights a year: 3,250 in the summer season and 2,550 in the winter season;»

  17. Heathrow Airport — Night Flights (si apre in una nuova scheda)

    «Around 80% of the night flights at Heathrow are between 04:30 - 06:00 with an average of 16 aircraft arriving each day between these hours. Heathrow has a voluntary ban in place that prevents flights scheduled between 04:30 - 06:00 from landing before 04:30.»

  18. Business Insider — Daytime Transatlantic Flights (si apre in una nuova scheda)

    «My particular daylight flight was in economy on a British Airways Boeing 777 that left New York's John F. Kennedy International Airport at 8:05 a.m. Eastern Time and landed at London Heathrow at around 7:30 p.m. local time.»

  19. Wikipedia — North Atlantic Tracks (si apre in una nuova scheda)

    «Westbound departures typically leave Europe between early morning to late afternoon and arrive in North America from early afternoon to late evening. In this manner, a single aircraft can be efficiently utilized by flying to Europe at night, and to North America in the day.»

  20. SKYbrary — North Atlantic Operations: Airspace (si apre in una nuova scheda)

    «The standard time interval between aircraft following the same route with the same assigned speed is 10 minutes.»

  21. ICAO NAT Doc 007 (North Atlantic Operations and Airspace Manual) (si apre in una nuova scheda)

    «1.7.1 The NAT Data Link Mandate (DLM) requires aircraft to be equipped with, and operating, CPDLC and ADS-C in the NAT region. Currently, the mandate incorporates FL 290 to FL 410 inclusive.»

  22. SKYbrary — Performance-Based Communication and Surveillance (PBCS) (si apre in una nuova scheda)

    «The provision of PBCS in the NAT High Level Airspace (HLA) applies RCP 240 and RSP 180 specifications to the application of 55.5 km (30 nm), 93km (50 nm) and 5 minute longitudinal separation minima and the application of a 42.6 km (23 nm) lateral separation minimum.»

  23. NATS — Six years of space-based ADS-B transforming North Atlantic airspace (si apre in una nuova scheda)

    «On 27 March 2019, NATS and NAV CANADA became the first air traffic management providers to implement Aireon’s Space Based ADS-B service. This revolutionary technology replaced traditional position reporting with real-time satellite surveillance, allowing controllers to monitor aircraft with unprecedented accuracy and to deliver significant safety and efficiency benefits.»

  24. NAV CANADA — Space-Based ADS-B Surveillance Improves Trips Over the North Atlantic (si apre in una nuova scheda)

    «Since March 2019, longitudinal standards have been reduced from 5 minutes (approximately 40 nautical miles) to 14-17 nautical miles, and lateral separation reduced from 23 nautical miles to 15-19 nautical miles for equipped aircraft in the North Atlantic airspace.»