氣候變化會讓飛行遭遇更多更強湍流嗎

上圖新加坡航空公司的航班遭遇嚴重湍流，機艙內一片混亂。下圖受損的廚房。圖片來源：《自然》網站

近日，新加坡航空公司一架航班在從英國希思羅機場飛至新加坡樟宜機場的途中，遭遇嚴重湍流迫降曼谷素萬那普機場。事故造成2人死亡，數十人受傷。數據顯示，飛行高度在數分鐘內急速下降約2133米，人和物體都被拋向機艙頂部。這是該航空公司24年來發生的首起致命事故。

這起罕見事件引發了人們的疑問，對飛行造成如此嚴重干擾的湍流究竟是何方“妖魔”？氣候變化是否會導致更多更強的湍流？有哪些技術可以預防嚴重湍流？英國《自然》雜志網站在近日報道中指出，氣候變化可能意味著人們搭乘飛機時會遭遇更多不穩定的氣候條件，增加潛在危險因素。

中國同濟大學航空與力學學院教授、博士生導師、飛行器工程研究所所長沈海軍在接受科技日報記者采訪時指出：“激光雷達、飛機上的紅外遠距溫度傳感器等設備可以檢測嚴重湍流。但對乘客來說，系好安全帶是確保飛行安全的重中之重。”

晴空湍流尤其危險

人類的航空史，某種程度上說，就是和氣流較量的歷史。湍流是其中一個強大“對手”。

沈海軍解釋道：“湍流是指受地球自轉和季風影響，急流（環繞全球的強大氣流）、冷熱不均、地勢阻擋、飛機尾流等形成的無規則變化氣流。湍流一般分為輕度、中度、重度和極重度四類。”

《自然》報道指出，大多數航班都會經歷一定程度的湍流。當飛機起飛或降落時，機場周圍的強風可能會造成湍流。在高空，當飛機飛過或靠近風暴云時，風暴云中向上和向下的氣流也會造成輕度到重度的湍流。

英國雷丁大學大氣研究人員保羅·威廉姆斯解釋道，山脈上空的上升氣流也會產生湍流。當空氣在山脈上空吹過時，飛機會被抬起，并可能發生顛簸。此外，湍流也經常發生在急流邊緣。

值得注意的是，正如平靜的海面下可能藏有洶涌的暗流，萬里晴空偶爾也會出現強烈的擾動氣流，使飛機產生劇烈顛簸。航空氣象學家稱這種氣流為“晴空湍流”。這種湍流尤其危險，因為現有技術很難探測其蹤跡。

湍流會對飛機的飛行性能、結構載荷、飛行安全等造成影響。美國國家氣象局表示，在極重度湍流中，飛機會“劇烈顛簸，幾乎無法控制”。威廉姆斯則指出，嚴重的湍流會把人變成一枚炮彈，對任何不系安全帶的人來說，有點像在毫無束縛的情況下坐過山車。

氣候變化會影響湍流發生頻率

在去年發表于《地球物理研究快報》雜志的一項研究中，威廉姆斯及其同事發現，1979年至2020年間，晴空湍流的數量大幅增加。在北大西洋上空，重度或極重度晴空湍流的發生頻率增加了55%。世界其他地方湍流的發生頻率也有類似增加。研究團隊指出，這種增長幾乎可以肯定是氣候變化的結果。

在發表于《地球物理研究快報》雜志的另一項研究中，威廉姆斯及其同事使用氣候模型預測，隨著全球氣候變暖，晴空湍流這一現象將變得更嚴重和頻繁。他們估計，嚴重湍流的發生頻率會多于輕度或中度湍流。

另外，還有一項研究也指出，隨著氣候變化，云層和山脈周圍的晴空湍流將變得更加頻繁。

威廉姆斯說，盡管湍流可能會增加，但大多數航班仍將像現在一樣繼續飛行。因為湍流的增加并不意味著必須停止飛行，或者飛機會突然從空中墜落。區別在此前飛行中可能會在嚴重湍流中度過10分鐘，未來可能會在其中度過20或30分鐘。

嚴重湍流能不能預測？

沈海軍介紹說：“預測嚴重湍流的技術包括氣象數據分析、氣象衛星圖像、超高頻與甚高頻雷達、激光雷達、飛機上的紅外遠距溫度傳感器等。”

《自然》文章稱，氣象中心的研究人員會根據從地面傳感器和衛星收集的數據來預測湍流，并將結果傳遞給飛行員。在飛機上，飛行員使用雷達識別風暴云以躲避可能的湍流。

不過，威廉姆斯認為，普通雷達無法探測到萬里無云時可能出現的晴空湍流，激光雷達或許能助飛行員一臂之力。激光雷達與普通雷達相似，但使用不同波長的光。據他介紹，一些實驗飛行中，激光雷達可以看到20英里處晴空湍流。

威廉姆斯指出，激光雷達“身價”昂貴，而且需要放在大而重的盒子里。“如果能縮小盒子尺寸，并將其成本降下來，它可能很快會被使用。”

沈海軍強調稱：“技術進步能為乘客安全‘保駕護航’。但從旅客角度來說，乘坐飛機時一定要全程系好安全帶。”