söndagen den 22:e maj 2011

Det mullrar igen (uppdaterad)

Nu mullrar det återigen i de isländska vulkanerna. Förra gången innebar det flygstopp i större delen av Europa, med stor påverkan på bl.a. europeisk industri som är starkt beroende av s.k. Just-in-Time produktion och har sällan egna lager. Än så länge har detta utbrott bara påverkat flyg till och från Island. Men beroende på hur vindarna ser ut så kan det komma påverka även övriga Europa.

Sedan 1996 har vulkanen Grimsvötn under Vatnajökull haft fyra utbrott. Det som startade i går är det största.

– Man behöver gå säkert hundra år tillbaka i tiden för att hitta ett så stort utbrott hos den här vulkanen, säger Reynir Bödvarsson till SvD.

För närvarande är askproduktionen stor och den askpelare som steg ur vulkanen mätte enligt honom nästan 20 kilometer. Det kan jämföras med utbrottet i vulkanen Eyjafjallajökull som med sitt askmoln skapade stor oreda i den europeiska flygtrafiken förra året. Där kastades askan ungefär 10 kilometer upp i luften.


Vulkanaska skadar flygplan på flera olika sätt. Partiklarna kan slipa ner glaset på frontrutorna, vilket försvårar landning, de kan sätta igen pitotrör vilket försvårar fart och höjdmätning, de kan skada motorer och i värsta fall helt sätta igen kylkanaler och mätprobar i motorer vilket kan leda till motorstopp. Eftersom askan oftast är sur så kan den åstakomma frätning och korrision när den reagerar med olika typer av material i flygplanet.

Svårigheten med vulkanaska är dels att avgöra vilken spridning den har i atmosfären och dels vilken påverkan en viss koncentration av aska får på framför allt flygtrafiken.

En normal väderradar som sitter i civila trafikflygplan kan inte detektera vulkanaska då partiklarna är för små. De satellitbaserade varningssystem (AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer)som finns idag använder sig av kameror som fotar på två IR-band. Tyvärr så fungerar de inte särskilt bra när det gäller att exakt lokalisera askmolnen (satelliterna har inte kontinuerlig övervakning) eller att bedöma vilken skada som kan uppstå i en jetmotor om ett flygplan passerar igenom ett område med aska. Därför tvingas man till grova modeller för askans spridning och det resulterar i att flygtrafiken ställs in i onödan. Under utbrottet 2010 så bedöms det idag att ca 70% av flygtrafiken hade kunat tillåtits flyga. För bara en månad sedan så genomfördes en övning där man faktiskt simulerade ett utbrott på den aktuella vulkanen Grimsvötn.

Svenska forskare tagit fram prototypen till ett larm som ska varna piloter för att de kommit in i områden med vulkanaska.

– Med vår teknik kan vi upptäcka askmolnen på 70–80 kilometers avstånd. Piloten har då två, tre minuter på sig att göra något, berättar Bo Galle, docent vid Chalmers som utvecklat tekniken.

Den svenska forskningsgruppen är dock inte ensam om sina idéer. Flygbolaget Easyjet har sponsrat framtagningen av en detektor som kan sättas på civila trafikflygplan och därmed kontinuerligt användas för att övervaka luftrummet över bl.a. Europa.

För Sveriges del är det just nu ganska så aktuellt med vulkaner. Våra Gripen är baserade på Sigonella-basen på Sicilien med utsikt över vulkanen Etna som räknas som den mest aktiva vulkanen i Europa. I januari så stoppade utbrott från Etna flygtrafiken i området, och för ett par dagar sedan så stoppades de danska insatserna av aska från vulkanen. Gripen har trots allt i stort sett samma motor (F404) som de finska F-18 som fick motorskador då de passerade genom askan från Eyafjallajökull år 2010.

Har vi då blivit något klokare sedan sist?

Ett dansk-isländskt forskningsteam publicerade för en månad sedan en rapport som fastlog att det var rätt att stoppa flygningen 2010, då askan kunde åstakomma stor skada på flygplan. Läser man hela rapporten så märker man att analysen bara har tittat på hur vulkanaskan ser ut och hur den i teorin kan skada ett flygplan. Det saknas helt en analys av hur mycket aska som krävs för att i realiteten åstakomma skada. Dessutom krävs det att man snarast efter ett utbrott mäter innehålleti askan för att kunna analysera dess effekt.

Askan från Eyafjallajökull kan enligt rapporten delas upp i två typer:

- "Exlosive Ash". Denna bestod till 20% av mycket fin aska med en storlek <10mikrometer. Detta berodde på att smältvatten från glaciären ovanpå Eyafjallajökull kylde ner magman i vulkanen och skapade ångmåln som förde upp de små partiklarna högt upp i atmosfären där de färdas långt med hjälp av vindarna på höjd. De små partiklarna är mycket vassa och har större hårdhet än utsatta delar på flygplan som kabinfönster, aluminium, limfogar m.m. Partiklar <10 mikrometer kan kortsiktigt orsaka problem med andning och långsiktigt cancer. Smältpunkten på "explosive ash" ligger på ca 900-1400 °C, att jämföra med en modern jetmotor där turbintemperaturen kan komma upp i ca 1500 °C. När askan kyls ner längre bak i turbinen riskerar den att fastna på turbinbladen och fylla igen de kylkanaler som finns i turbinbladen. Detta riskerar att dels få motorn att överhettas och dels skaka sönder av vibrationer på grund av obalans i turbinbladen.

- "Magmatic Ash". Denna aska saknar helt de mindre partiklarna och liknar mer sand. Denna aska innehåller dock mer Klor (Cl) och Flour (F) som är skadligt för omgivningen. Då askan är tung så kommer den mest att hamna kring vulkanen. Sandliknande partiklar orsakar mest mekanisk skada på grund av friktion på flygplan och motorer och dessa typer av skador är lättare att detektera och laga.

Mer intressant är kanske en incident från 27-28 februari 2000 då ett mätutrustat NASA-flygplan på väg till Sverige passerade igenom ett vulkanmoln från vulkanen Hekla som fick ett utbrott dagen innan. Besättningen var medveten om situationen och hade därför justerat sin kurs för att passera 200 nm norr om askmolnet.

I flygplanet fans det gott om mätutrustning och forskarna upptäckte under flygningen en höjning av svaveldioxid i luften (SO2). Utöver detta märktes ingenting på vare sig flygplansinstrument eller visuellt i luften utanför flygplanet. Det enda man noterade var att man inte såg några stjärnor. Efter landning i Kiruna så inspekterades flygplanet, men man kunde inte visuellt hitta några skador. Alla filter byttes och man sparade olja för senare analys. När man kom tillbaka till Edwards (så hade flygplanet flugit 68 timar efter passagen av askmolnet) så gjordes en noggrannar boroskopundersökning av motorn och man fan då att kylkanaler i motorn var igenfyllda med aska, korrosion på högtrycksturbinen och det fanns värmeskador i motorerna. Skadorna på motorerna beräknades kosta $3.2 miljoner att laga.

Analys av motorerna visade att deras effekt inte minskat, men att livslängden hade kraftigt förkortats till ca 100 timmar jämfört med normalt flera tusen.

Analys av satellitdata visade att askan innehöll mest iskristaller och lite aska. Det kan förklara varför bara motorerna påverkades, då aska inuti isen inte skadar flygplan eller fronthuv, men smälter inne i motorn och orsakar skada.

I rapporten rekommenderar man en nödprocedur för flygplan som råkar ut för vulkanisk aska.

- Dra av gas till flygtomgång. Detta minskar temperaturen i motorn, vilket i sin tur minskar uppbyggnad av smält aska på turbinen.

- Stäng av farthållare (autothrottle). Detta förhindrar motorn att dra på gas över flygtomgång.

- Flyg ut ur moln så fort som möjligt. Då askmoln sträcker sig över stora områden är den snabbaste manövern en sjunkande 180 graders sväng.

- Slå till motor och vingavisning. Slå till luftkonditionerning.

- Starta nödgenerator (APU - Auxiliary Power Unit). Detta för att säkerställa ström om motorn stängs av.

- Syrgasmask på och om nödvändigt 100% syrgas.

- Slå på tändningen till motorn.

- Övervaka motortemperaturen. Om temperaturen stiger kupera motorn och sätt igång den när temperaturen sjunkit.

Det är inte bara den civila flygtrafiken som drabbas av vulkanutbrottet. Om askmolnet sprider sig ner mot södra Europa kan insatsen över Libyen få problem. För Khadaffi kan det då bli ett gyllene tillfälle att slå tillbaka mot rebellerna utan att koalitionen kan göra något åt det detta (han lär nog hålla ett och annat tal som pekar på att Allah ingripit på hans sida). Alternativen för att nå Libyen är långa flygningar utanför eventuellt påverkat luftrum med stöttning av lufttankning. Att flytta hangarfartygen till områden som inte är påverkad av aska kan också hjälpa, men lufttankningsflygplanen måste också ha någonstans att starta och landa. EN positiv aspekt på en liknande utveckling vore att det kan innebära press på att de omgivande afrikanska länderna får ställa upp med baser för insatsen.

För mina kollegor i veteranflyget som fortfarande flyger omkring i vår mätutrustade 32:a så innebär detta nya larm givetvis fortsatt arbete. Det förra vulkanutbrottet samt rädslan för radioaktivitet från Japan har inneburit att radiakmätningspoddarna på vår 32:a är ett av de bästa hjälpmedlen för att mäta atmosfärsinnehållet på högre höjd över Sverige. Kan man då flyga med en 32:a när andra flygplan ställs på backen? Ja, faktum är att äldre typer av motorer är inte lika känsliga. Oftast så är temperaturen i turbinen lägre än på dagens motorer, vilket innebär dels att askan inte smälter och bildar glas på turbinbladen och dels att turbinbladen saknar kylkanaler som på de moderna motorerna. Sedan är det givetvis en risk-nytta bedömning. Att i onödan ställa flygtrafik kan få stora ekonomiska konsekvenser. Förra stoppet kostade bara för SAS 675 miljoner i uteblivna intäkter. Om det finns någon möjlighet att exaktare bedöma askinnehållet och därmed eventuell fortsätta flyga så kan det vara värt att ta vissa risker. Ett stridsflygplan har trots allt katapultstol så piloten kan rädda sig själv om motorn skulle stanna.

Jag rekommenderar även den här artikeln som handlar om USA:s P-3 som används för att jaga stormar. Riskerna för besättningen är stora, men risken för civilbefolkningen större om man inte vet hur allvarlig en storm är. Visst går det att skicka ner alla i stormens väg till skyddsrummen, men det får stora ekonomiska konsekvenser då all produktion skulle avstanna. Samma typ av argumentation bör användas med mätning av vulkanaska.

I Sverige är det Transportstyrelsen som tar beslut om att ställa flygtrafiken.. När det gäller aska så lyssnar de på London VAAC som sköter prognoser över Nordsjön. Nedanstående bild visar 06.00 i morgon. Vad sedan det röda molnet i praktiken innebär för flygtrafiken är det fortfarande många som har olika teorier om...
Se även David Cenciotti i samma ämne.

P.S: Som tur väl är så är Grimsvötn nog betydligt lättare att uttala än Eyafjallajökull till lättnad för all världens reportrar..





DN1, DN2, DN3, SvD1, SvD2

Uppdaterad 11-05-23, 22:04
Lite har man tydligen lärt sig av det förra askmolnet över Europa. Trots att detta utbrott var kraftigare än det förra så räknar man med mindre konsekvenser.

Men oavsett hur utbrottet utvecklas och hur vindarna blåser är det osannolikt att det här utbrottet får lika stora konsekvenser. Då var nämligen mätinstrumenten sämre.

– Det enda som gick att säga då var i vilka områden det inte fanns någon aska, och man stängde av alla andra områden. Men det kan gå att flyga även i aska, det beror bland annat på vilken höjd partiklarna befinner sig och vilken koncentration av aska som finns i luften. Nu kan vi göra mer nyanserade prognoser, och blir inte tvungna att stänga av lika stora områden, säger Kenneth Thomas.

Enligt Reynir Bödvarsson är askpartiklarna som Grimsvötn kastar upp dessutom större än Eyjafjallajökull, vilket gör att de faller ner snabbare och inte sprids över lika stora områden.


Även flygindustrin har lärt av föregående års händelse.

Men både Pedersen och branschföreningen Svenskt Flygs generalsekreterare Anna Wilson betonar att Europas flygindustri nu har bättre beredskap för askmoln och därför inte måste lamslås.

– Branschen har gjort research och flygbolagen samarbetar. De vet vilken del av molnet som innehåller partiklar som kan skada flygplan och vilka flygzoner som behöver stängas om det blåser söderut, säger Pedersen.

– Vi är försiktigt positiva eftersom det nu finns rutiner för hur man hanterar askmoln. Om det blir en liknande situation som i fjol så skulle ändå en stor del av planen som var strandade då kunna lyfta, säger Wilson.


Ny Teknik har satt ihop en sida med bra översikt över de tjänster man kan använda för att få en överblick över flygtrafiken i Europa samt hur askmolnet påverkar den.

DN

Uppdaterad 11-05-24, 21:59
Ikväll har askan kommit in över Sverige. Det ska bli intressant att se vilka bolag som kommer att få flyga, då det krävs rutiner för att detektera och ta hand om eventuella skador som uppstår av askan på flygplanen.

Den här gången får nämligen i princip alla flygbolag som uppfyller sina egna säkerhetsföreskrifter flyga i låg koncentration av aska, vilket är vad som väntas finnas över Sverige.

Transportstyrelsen hade vid 19.30-tiden på kvällen fått in fem till tio tillståndsansökningar från svenska flygbolag. Utländska bolag söker i sina respektive hemländer.

– Våra inspektörer jobbar för fullt. Hittills är bara SAS klart. Det kanske inte är alla bolag som vill söka tillstånd eftersom det medför extra säkerhetsrutiner, bland annat för hur man hanterar flygplan som har varit inne i askmolnet, säger Anders Lundblad, presschef på Transportstyrelsen.

All flygtrafik är förbjuden i den så kallade röda zonen, där partikelhalterna är som högst. Molnet som drar in över Sverige beräknas ha en medelhög koncentration, och tillhör därmed den grå zonen.


Det börjar dyka upp nya regelverk för hur en flygoperatör skall operera under ett vulkanutbrott. Bl.a. har ICAO gett ut direktiv för hur man skall larma flyg när det finns risk för vulkanisk aska i luften.

I detta regelverk definieras bl.a. de tre områden som finns på VAAC kartor.

- Blue. Area of Low Contamination: An airspace of defined dimensions where volcanic ash may be encountered at concentrations equal to or less than 2x10-3 g/m3.

- Grey. Area of Medium Contamination: An airspace of defined dimensions where volcanic ash may be encountered at concentrations greater than 2x10-3 g/m3, but less than 4x10-3 g/m3.

- Red. Area of High Contamination: An airspace of defined dimensions where volcanic ash may be encountered at concentrations equal to or greater than 4x10-3 g/m3, or areas of contaminated airspace where no ash concentration guidance is available.


Jämfört med förra året så är nyheten zonen med medelhög koncentration av aska. Tidigare fanns bara Zon 1 = Flygning förbjuden som motsvarade High concentration och Zon 2 motsv low concentration, flygning som skedde på mer eller mindre egen risk bara man hade OK från tillverkaren av motor och flygplan. Nu finns det möjlighet att flyga i områden med högre koncentration, eller i varje fall misstänkt högre koncentration. I de lägsta koncentrationerna tillåts man flyga upp till 3 timmar utan OK från flygplans och motorleverantör, bara man följer genrella riktlinjer för underhåll och inspektion.

Transportstyrelsen har i Sverige gett ut regelverk för hur områden skall avlysas för luftfart och vilka regler som gäller för att en operatör skall få flyga i aska.

Operators requesting approval to operate in Grey and Blue Zones shall provide the following documentation:

1) A “No technical Objection” (NTO) or equivalent must be obtained from the relevant aircraft and engine Type Certificate (TC) holder and all requirements related to the NTO, must be complied with.
- NTO conditions shall be implemented in the current approved Maintenance program.
- Any operational requirements shall be complied with.

2) If applicable, a Hostile Environment Maintenance program shall be complied with.
- Supplementary Part M procedures shall be complied with.

3) A Risk assessment based on the NTO above including any operational and maintenance restrictions required by the relevant aircraft and engine Type Certificate (TC) holder. The risk assessment shall include procedures to assess current and forecast areas of volcanic ash contamination zones and the associated risk involved in carrying out flights within a Grey or Blue Zone and subsequent actions by crew members if an area of volcanic ash is entered unintentionally.
- OPS procedures - Normal/Malfunction/Emergency/ETOPS/ RVSM/MNPS, etc.
- Maintenance procedures (Extra requirements/Supplementary procedures).
- Use of Volcanic Ash Encounter Procedures if available from Aircraft Manufacturer.
- Rules and requirements for operations outside Swedish airspace shall be taken into account.

4) An operator shall establish and maintain a system for technical follow-up after flight operation in a Grey or Blue Zone.
- Procedures for compliance with this paragraph shall be established and documented (Follow-up inspection report).
- The operator shall establish and maintain a system for registration and monitoring of flight hours in Grey and Blue Zones.


Förra årets vulkanutbrott blev en ögonöppnare för en del, det visade hur beroende vårt samhälle är av flygtrafiken. Men jag tror tyvärr att en allt för stor andel av beslutsfattarna trots allt trodde att det var en engångshändelse, en svart svan som inte uppträder igen på många år. Man tror att det statistiskt sett inte kude inträffa två vulkanutbrott så nära inpå varandra. Man glömmer då helt att statistik i de flesta fall inte har något minne. Om jag lämnar in en lottorad och får sju rätt så är chansen lika stor att jag får sju rätt på samma rad nästa helg igen som den var att jag skulle få det första gången.

DN1, DN2, DN3

Uppdaterad 11-05-26, 06:59
Stellan Andersson, en av piloterna som flyger veteranflyg på F7 ifrågasätter varför man inte använder sig av 32 för att mäta partiklar i luften.

Tekniken har används sedan 1950-talet men då till att spåra och analysera partiklar från provsprängningar som andra länder genomförde. Kapslarna kan bara fästas på veteranplanet J 32 Lansen och användes även flitigt under Tjernobylkatastrofen för att mäta halterna av farliga partiklar i luften.

2 kommentarer:

  1. Mycket bra läsning om vulkanaskan,Björn!

    Vid förra utbrottet,när BA och Lufthansa protesterade mot avstängningen, så införde Eurocontrol en svartzon, som var direkt farlig för motorerna, men denna zon finns inte på VAAC kartor nu!

    Har någon sett denna svartazon på kartorna nu?

    SvaraRadera
  2. Det verkar som det röda området med 4000 mikrogram motsvarar det gamla området med svart gräns!

    SvaraRadera