新加坡航空公司的航班遭遇嚴(yán)重湍流，機(jī)艙內(nèi)一片混亂。圖片來(lái)源：《自然》網(wǎng)站
科技日?qǐng)?bào)記者?劉霞
近日，新加坡航空公司一架航班在從英國(guó)希思羅機(jī)場(chǎng)飛至新加坡樟宜機(jī)場(chǎng)的途中，遭遇嚴(yán)重湍流迫降曼谷素萬(wàn)那普機(jī)場(chǎng)。事故造成2人死亡，數(shù)十人受傷。飛行數(shù)據(jù)顯示，在飛行數(shù)分鐘內(nèi)高度急速下降約2133米，人和物體都被拋向機(jī)艙頂部。這是該航空公司24年來(lái)發(fā)生的首起致命事故。
這起罕見(jiàn)事件引發(fā)了人們的疑問(wèn)，對(duì)飛行造成如此嚴(yán)重干擾的湍流究竟是何方“妖魔”？氣候變化是否會(huì)導(dǎo)致更多更強(qiáng)的湍流？有哪些技術(shù)可以預(yù)防嚴(yán)重湍流？英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站在近日?qǐng)?bào)道中指出，氣候變化可能意味著人們搭乘飛機(jī)時(shí)會(huì)遭遇更多不穩(wěn)定的氣候條件，增加潛在危險(xiǎn)因素。
中國(guó)同濟(jì)大學(xué)航空與力學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、飛行器工程研究所所長(zhǎng)沈海軍在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)指出：“激光雷達(dá)、飛機(jī)上的紅外遠(yuǎn)距溫度傳感器等設(shè)備可以檢測(cè)嚴(yán)重湍流。但對(duì)乘客來(lái)說(shuō)，系好安全帶是確保飛行安全的重中之重?！?/p>
晴空湍流尤其危險(xiǎn)
人類(lèi)的航空史，就是和氣流較量的歷史。湍流是其中一個(gè)強(qiáng)大“對(duì)手”。
沈海軍解釋道：“湍流是指受地球自轉(zhuǎn)和季風(fēng)影響，急流（環(huán)繞全球的強(qiáng)大氣流）、冷熱不均、地勢(shì)阻擋、飛機(jī)尾流等形成的無(wú)規(guī)則變化氣流。湍流一般分為輕度、中度、重度和極重度四類(lèi)。”
《自然》報(bào)道指出，大多數(shù)航班都會(huì)經(jīng)歷一定程度的湍流。當(dāng)飛機(jī)起飛或降落時(shí)，機(jī)場(chǎng)周?chē)膹?qiáng)風(fēng)可能會(huì)造成湍流。在高空，當(dāng)飛機(jī)飛過(guò)或靠近風(fēng)暴云時(shí)，風(fēng)暴云中向上和向下的氣流也會(huì)造成輕度到重度的湍流。
英國(guó)雷丁大學(xué)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(huì)產(chǎn)生湍流。當(dāng)空氣在山脈上空吹過(guò)時(shí)，飛機(jī)會(huì)被抬起，并可能發(fā)生顛簸。此外，湍流也經(jīng)常發(fā)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(wàn)里晴空偶爾也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的擾動(dòng)氣流，使飛機(jī)產(chǎn)生劇烈顛簸。航空氣象學(xué)家稱(chēng)這種氣流為“晴空湍流”。這種湍流尤其危險(xiǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)很難探測(cè)其蹤跡。
湍流會(huì)對(duì)飛機(jī)的飛行性能、結(jié)構(gòu)載荷、飛行安全等造成影響。美國(guó)國(guó)家氣象局表示，在極重度湍流中，飛機(jī)會(huì)“劇烈顛簸，幾乎無(wú)法控制”。威廉姆斯則指出，嚴(yán)重的湍流會(huì)把人變成一枚炮彈，對(duì)任何不系安全帶的人來(lái)說(shuō)，有點(diǎn)像在毫無(wú)束縛的情況下坐過(guò)山車(chē)。
氣候變化會(huì)影響湍流發(fā)生頻率
在去年發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》雜志的一項(xiàng)研究中，威廉姆斯及其同事發(fā)現(xiàn)，1979年至2020年間，晴空湍流的數(shù)量大幅增加。在北大西洋上空，重度或極重度晴空湍流的發(fā)生頻率增加了55%。世界其他地方湍流的發(fā)生頻率也有類(lèi)似增加。研究團(tuán)隊(duì)指出，這種增長(zhǎng)幾乎可以肯定是氣候變化的結(jié)果，氣候變化增強(qiáng)了導(dǎo)致湍流的急流。
在發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》雜志的另一項(xiàng)研究中，威廉姆斯及其同事使用氣候模型預(yù)測(cè)，隨著氣候變暖，晴空湍流將變得更嚴(yán)重和頻繁。他們估計(jì)，嚴(yán)重湍流的發(fā)生頻率會(huì)多于輕度或中度湍流。另外，還有一項(xiàng)研究也指出，隨著氣候變化，云層和山脈周?chē)那缈胀牧鲗⒆兊酶宇l繁。
威廉姆斯說(shuō)，盡管湍流可能會(huì)增加，但大多數(shù)航班仍將像現(xiàn)在一樣繼續(xù)飛行。因?yàn)橥牧鞯脑黾硬⒉灰馕吨仨毻Ｖ癸w行，或者飛機(jī)會(huì)突然從空中墜落。區(qū)別在此前飛行中可能會(huì)在嚴(yán)重湍流中度過(guò)10分鐘，未來(lái)可能會(huì)在其中度過(guò)20或30分鐘。
嚴(yán)重湍流能不能預(yù)測(cè)
沈海軍介紹說(shuō)：“預(yù)測(cè)嚴(yán)重湍流的技術(shù)包括氣象數(shù)據(jù)分析、氣象衛(wèi)星圖像、超高頻與甚高頻雷達(dá)、激光雷達(dá)、飛機(jī)上的紅外遠(yuǎn)距溫度傳感器等?！?/p>
《自然》文章稱(chēng)，氣象中心的研究人員會(huì)根據(jù)從地面?zhèn)鞲衅骱托l(wèi)星收集的數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)湍流，并將結(jié)果傳遞給飛行員。在飛機(jī)上，飛行員使用雷達(dá)識(shí)別風(fēng)暴云以躲避可能的湍流。
不過(guò)，威廉姆斯認(rèn)為，普通雷達(dá)無(wú)法探測(cè)到萬(wàn)里無(wú)云時(shí)可能出現(xiàn)的晴空湍流，激光雷達(dá)或許能助飛行員一臂之力。激光雷達(dá)與普通雷達(dá)相似，但使用不同波長(zhǎng)的光。據(jù)他介紹，一些實(shí)驗(yàn)飛行中，激光雷達(dá)可以看到20英里處晴空湍流。
威廉姆斯指出，激光雷達(dá)“身價(jià)”昂貴，而且需要放在大而重的盒子里?！叭绻芸s小盒子尺寸，并將其成本降下來(lái)，它可能很快會(huì)被使用。”
沈海軍強(qiáng)調(diào)稱(chēng)：“技術(shù)進(jìn)步能為乘客安全‘保駕護(hù)航’。但從旅客角度來(lái)說(shuō)，乘坐飛機(jī)時(shí)一定要全程系好安全帶。”
