坐飞机气流颠簸越来越多，竟是因为它

本文来自微信公众号：把科学带回家 （ID：steamforkids），作者：万物杂志，题图来自：视觉中国

“啊！！！”

飞机突然剧烈颠簸 | giphy

尖叫声，是许多乘客遇到飞机瞬间下坠的本能反应。

遭遇非常严重的气流颠簸时，未系好安全带的乘客、机内的物品或食物还会被一整个抛飞，撞上天花板或座椅，从而造成人员撞伤或割伤。

2019年2月，达美航空一航班遭遇严重气流颠簸 | Scrum Inc.

这种突如其来的剧烈颠簸一般出自晴空湍流。在晴空万里的高空中，无法被探测到的空气乱流有时猛地袭来，让机上所有人都措手不及。

上个月，一项新研究表示，受气候变化的影响，晴空湍流正在增加，这意味着人们坐飞机将可能遇到更多强烈颠簸。

全球平均气温越来越高 | 世界气象组织

危险的晴空湍流

在高空中，当空气稳定地水平流动时，飞机也能稳定飞行。但是，空气的稳定如果被破坏了，就会以混乱或随机的方式流动，从而形成湍流。

雷暴，可能是最被人们所熟知的一种湍流形成原因。在下雷暴雨的时候，空气就会有强烈的上下运动，从而产生大量湍流。除此之外，山脉、高空中的急流、飞机周遭气流温度等因素也会引起湍流。

飞过山脉时可能遇到湍流 | ATSB， flightsafetyaustralia

好在飞机上装有气象雷达，可以提前探测前方的天气和一些湍流。

飞机有气象雷达 | Aircraft Science

根据反射回来的回波，雷达显示器上会将前方的情况用不同的颜色显示：绿色表示轻微的颠簸，黄色是代表稍强但可控的中度颠簸，红色表示飞机可能暂时失控，而洋红色（或称品红色）表示飞机几乎完全失控。

不同的颜色对应着不同的颠簸程度 | IntuVue RDR-4000 Pilot's Guide

根据雷达信息，飞行员会提前绕行以避开红色和洋红色区域。此外，飞行员还会报告湍流，空中交通管制员收到通知后就会提醒经过该地区的其他航班。

飞机会绕过可能有剧烈颠簸的区域 | JxJ Aviation

然而，晴空湍流（Clear-Air Turbulence， CAT）就麻烦得多。在云层的上方，在晴朗的蓝天高空里，气流的方向、速度、高度和强度等变化也会引起湍流。晴空湍流飞行员看不到，机载雷达也检测不到。

关于晴空湍流，“我们掌握的唯一信息只有飞机何时经过它。”大气科学家保罗·威廉姆斯（Paul Williams）说道。

晴朗高空中有时突然出现乱流 | Graeme Marlton

晴空湍流就像是在风平浪静的海面上隐藏着的波涛汹涌。在严重的湍流中，飞机的垂直运动将超过重力。“这意味着，如果你没有系安全带，你就会变成一个弹射器，被弹出座位。”威廉姆斯解释道。

极端情况下，还有人因为伤势过重而身亡。更极端的时候，机体可能还会损坏甚至解体。

上周五，夏威夷航空一飞机遭遇严重气流颠簸，机舱内的天花板有地方破裂了 | Tara Goodall

晴空湍流在增加

一个月前，威廉姆斯和同事们在《地球物理研究通讯》发布的研究论文，分析了1979年至2020年的大气数据，统计了过去晴空湍流的出现频率。

调查结果显示，自1979年以来，美国大陆上空严重的晴空湍流增加了41%。回看过去的不同时期，该数据虽然时而上升，时而下降，但是从长期来看，它有一个明确的上升趋势。而这也与气候变化的预期影响相一致。

美国大陆上空的晴空湍流增加了41% | 参考资料[1]

研究发现，北大西洋上空的剧烈飞行颠簸增加得最为明显——增加了55%，该区域每年的剧烈颠簸持续时间从17.7小时增加到了27.4小时。这里有一条非常繁忙的飞行航线。

北大西洋上空的剧烈颠簸增加了55% | 参考资料[1]

除了强烈的晴空湍流，中等强度的晴空湍流也增加了37%——北大西洋上空每年的中等湍流持续时间从70小时增加到96.1小时。

飞机颠簸的平均持续时间也将增加。例如，在跨大西洋的航班上，乘客可能会遇到10分钟的颠簸，但威廉姆斯预测，几十年后乘客受到颠簸的时间可能会增加到20分钟或者半小时。

今年3月，汉莎航空一航班遭遇晴空湍流，飞机突然下坠，食物和各种物品飞得到处都是，有乘客表示当时以为自己要死了 | CBS

过去的一项研究也指出，在1958年至2001年期间，北大西洋、美国和欧洲上空的晴空湍流显著增加了。在北美的东西海岸，晴空湍流更常在冬季出现。我国东部、欧洲东部等地区也有类似情况。

威廉姆斯表示，根据气候变化模型，预计夏季和秋季的晴空湍流频率也将增加。“到2050年，预计夏季将会像1950年的冬季和秋季一样颠簸。”

更高的风险和成本

湍流每增加一分钟，人员受伤、飞机损坏以及维护的概率就变高一些。

“天上的湍流确实越来越多。”有着26年空乘工作经验的萨拉·尼尔森 (Sara Nelson) 说道。和乘客相比，空乘人员受伤的风险更高。在湍流造成的伤害中，大约78%伤者都是空乘人员。

“我们有一些空乘人员多次被抛到天花板上，然后又掉下，导致骨折。”尼尔森说道，还有的空乘受伤后多年无法工作，“一直以来，气流颠簸都是这份工作最大的威胁。”

为了降低风险，也有些人呼吁2岁以下的儿童也应该有专属的安全座椅，而不是被抱在怀里或坐在大人腿上。曾有婴儿因为气流颠簸导致脊椎受伤。

据估计，美国每年大约有65000架飞机遭遇中等强度湍流，大约5500架飞机遭遇严重湍流。湍流每年给美国航空业造成了大约2~5亿美元的损失。乘客和空乘人员受伤，飞机机体更容易“疲劳”，机体需要维护，停飞没有收益，飞机为了避免一些湍流而绕行也会消耗更多的燃料等等，都意味着更高的成本。

此外，湍流对小型飞机的威胁更大，因为小型飞机更容易受到风速变化的影响。

飞机受到了气候变化的影响，而飞机自己排放的二氧化碳也在增加 | Our World in Data

“为了应对气候变化带来的更多气流颠簸，我们应该投资改进湍流的预测和检测系统。”威廉姆斯教授说道。目前，已经有研究人员正在开发新型技术，好提前发现晴空湍流。

在更先进的技术到来之前，我们其实也不用太过担心，因为在大多数情况下，气流颠簸并不会造成伤害，突然的严重湍流比较罕见，而且因此受伤的人一般都是因为当时没有系好安全带。

不管安全带指示灯是否亮起，都尽量系好安全带 | Giphy

再看最近这些天的高温预警，保险起见，大家今后坐飞机最好都系好安全带吧！

参考资料：

[1] Prosser， M. C.， Williams， P. D.， Marlton， G. J.， & Harrison， R. G. (2023). Evidence for Large Increases in Clear-Air Turbulence Over the Past Four Decades. Geophys. Res. Lett.， 50(11)， e2023GL103814. doi: 10.1029/2023GL103814

[2] Smith， I.， Prosser， M.， & Williams， P. (2023， July 03). Aviation turbulence soared by up to 55% as the world warmed -- new research. Retrieved from https://theconversation.com/aviation-turbulence-soared-by-up-to-55-as-the-world-warmed-new-research-207574

[3] Taylor， M. (2023). Climate crisis leading to more turbulence during flights， says study. the Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/environment/2023/jun/08/climate-crisis-leading-to-more-turbulence-during-flights-says-study

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[8] Prisco， J. (2022). Why air turbulence could be about to get a whole lot worse | CNN. CNN. Retrieved from https://edition.cnn.com/travel/article/clear-air-turbulence-climate-change/index.html

[9] Christine Chung - The New York Times. (2023， July 06). The New York Times Company. Retrieved from https://www.nytimes.com/by/christine-chung

[10] Baran， M. (2023). Turbulence Is on the Rise. Is Flying Still Safe? AFAR Media. Retrieved from https://www.afar.com/magazine/turbulence-is-on-the-rise-is-flying-still-safe

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