气候变化会让飞行遭遇更多更强湍流吗

上图新加坡航空公司的航班遭遇严重湍流，机舱内一片混乱。下图受损的厨房。图片来源：《自然》网站

近日，新加坡航空公司一架航班在从英国希思罗机场飞至新加坡樟宜机场的途中，遭遇严重湍流迫降曼谷素万那普机场。事故造成2人死亡，数十人受伤。数据显示，飞行高度在数分钟内急速下降约2133米，人和物体都被抛向机舱顶部。这是该航空公司24年来发生的首起致命事故。

这起罕见事件引发了人们的疑问，对飞行造成如此严重干扰的湍流究竟是何方“妖魔”？气候变化是否会导致更多更强的湍流？有哪些技术可以预防严重湍流？英国《自然》杂志网站在近日报道中指出，气候变化可能意味着人们搭乘飞机时会遭遇更多不稳定的气候条件，增加潜在危险因素。

中国同济大学航空与力学学院教授、博士生导师、飞行器工程研究所所长沈海军在接受科技日报记者采访时指出：“激光雷达、飞机上的红外远距温度传感器等设备可以检测严重湍流。但对乘客来说，系好安全带是确保飞行安全的重中之重。”

晴空湍流尤其危险

人类的航空史，某种程度上说，就是和气流较量的历史。湍流是其中一个强大“对手”。

沈海军解释道：“湍流是指受地球自转和季风影响，急流（环绕全球的强大气流）、冷热不均、地势阻挡、飞机尾流等形成的无规则变化气流。湍流一般分为轻度、中度、重度和极重度四类。”

《自然》报道指出，大多数航班都会经历一定程度的湍流。当飞机起飞或降落时，机场周围的强风可能会造成湍流。在高空，当飞机飞过或靠近风暴云时，风暴云中向上和向下的气流也会造成轻度到重度的湍流。

英国雷丁大学大气研究人员保罗·威廉姆斯解释道，山脉上空的上升气流也会产生湍流。当空气在山脉上空吹过时，飞机会被抬起，并可能发生颠簸。此外，湍流也经常发生在急流边缘。

值得注意的是，正如平静的海面下可能藏有汹涌的暗流，万里晴空偶尔也会出现强烈的扰动气流，使飞机产生剧烈颠簸。航空气象学家称这种气流为“晴空湍流”。这种湍流尤其危险，因为现有技术很难探测其踪迹。

湍流会对飞机的飞行性能、结构载荷、飞行安全等造成影响。美国国家气象局表示，在极重度湍流中，飞机会“剧烈颠簸，几乎无法控制”。威廉姆斯则指出，严重的湍流会把人变成一枚炮弹，对任何不系安全带的人来说，有点像在毫无束缚的情况下坐过山车。

气候变化会影响湍流发生频率

在去年发表于《地球物理研究快报》杂志的一项研究中，威廉姆斯及其同事发现，1979年至2020年间，晴空湍流的数量大幅增加。在北大西洋上空，重度或极重度晴空湍流的发生频率增加了55%。世界其他地方湍流的发生频率也有类似增加。研究团队指出，这种增长几乎可以肯定是气候变化的结果。

在发表于《地球物理研究快报》杂志的另一项研究中，威廉姆斯及其同事使用气候模型预测，随着全球气候变暖，晴空湍流这一现象将变得更严重和频繁。他们估计，严重湍流的发生频率会多于轻度或中度湍流。

另外，还有一项研究也指出，随着气候变化，云层和山脉周围的晴空湍流将变得更加频繁。

威廉姆斯说，尽管湍流可能会增加，但大多数航班仍将像现在一样继续飞行。因为湍流的增加并不意味着必须停止飞行，或者飞机会突然从空中坠落。区别在此前飞行中可能会在严重湍流中度过10分钟，未来可能会在其中度过20或30分钟。

严重湍流能不能预测？

沈海军介绍说：“预测严重湍流的技术包括气象数据分析、气象卫星图像、超高频与甚高频雷达、激光雷达、飞机上的红外远距温度传感器等。”

《自然》文章称，气象中心的研究人员会根据从地面传感器和卫星收集的数据来预测湍流，并将结果传递给飞行员。在飞机上，飞行员使用雷达识别风暴云以躲避可能的湍流。

不过，威廉姆斯认为，普通雷达无法探测到万里无云时可能出现的晴空湍流，激光雷达或许能助飞行员一臂之力。激光雷达与普通雷达相似，但使用不同波长的光。据他介绍，一些实验飞行中，激光雷达可以看到20英里处晴空湍流。

威廉姆斯指出，激光雷达“身价”昂贵，而且需要放在大而重的盒子里。“如果能缩小盒子尺寸，并将其成本降下来，它可能很快会被使用。”

沈海军强调称：“技术进步能为乘客安全‘保驾护航’。但从旅客角度来说，乘坐飞机时一定要全程系好安全带。”