除了海平面上升、干旱時間延長等各式各樣的氣候問題帶來的噩夢,全球氣候變化又將魔爪伸向了航空界。
英國科學家用計算機模型模擬大氣中二氧化碳含量的變化,以分析其對晴空湍流造成的影響。數據顯示,目前大氣中二氧化碳的濃度是400 ppm,預計本世紀晚些時候,二氧化碳濃度將會上升到560 ppm,是工業化前水平的兩倍。那么問題的答案是什么呢?簡言之,飛行將會變得比現在顛簸得多。航空公司每年都要經受將近800次“遭遇湍流”帶來的大大小小的損傷,而這一變化將會成為航空公司的困擾。不過不用擔心,航空公司正在研發用于提醒飛行員應對湍流的機載系統。
2017年4月7日,《大氣科學進展》刊登了這項研究的論文。該論文基于雷丁大學氣象學家Paul Williams于2013年發表的研究成果。Williams雖然發現了氣候變化會使飛行更顛簸,但他并沒有在結論中辨析顛簸程度。飛行中的重度顛簸足以讓空乘人員摔倒,而輕度顛簸可能只會弄灑你的雞尾酒。
William說: “2013年的那篇論文就像開路先鋒,它大致告訴我們將來湍流會更多,但并沒有深入探究。而新發表的論文首次探討了不同的強度的湍流,因此我們能夠分別預計輕度顛簸與重度顛簸未來的變化,前者是完全安全的,但會讓‘恐飛’乘客感到難受,而后者則能夠導致乘客摔倒甚至受傷。”
講這項研究之前,我們先來了解一下晴空湍流的定義。不同于雷雨或飛機著陸時微下擊暴流造成的湍流,Williams 研究的30000英尺以上湍流源于高速氣流帶來的渦流與不穩定氣流。高速氣流是相對較窄、自西向東圍繞地球的氣流帶,南北半球各有兩條。高速氣流跟隨熱帶氣團與極地氣團的等溫線自北向南傳播。而氣候變化加快了高速氣流的傳播。
這也意味著飛行會更加顛簸。Williams 的研究表明,輕度顛簸將會上升59%,輕至中度顛簸則會上升75%。換言之,你將面臨更多打翻飲料的困擾,聽到更多系好安全帶的警告。而更糟糕的還在后面,重度顛簸的發生率將會不斷攀升。真正意義上強悍到足以攪得人仰馬翻的重度顛簸將上升149%。
當然了,飛行員知道如何應對顛簸,并能夠從空中
交通管制中心或同一航線上的其他飛行員處得到湍流的實時消息。除此以外,科技也能幫上忙。
幾年前,在法國泰雷茲集團的帶領下,多家歐洲航空公司研發了一款能夠監測飛機前方18英里內晴空湍流的機載LIDAR 系統。這個系統可以起一定的作用,但卻重達440磅,并且不是非常有效,價格更是不菲。德國宇航局(German Aerospace Agency)大氣物理研究所的Paul Vrancken 評價該系統道:“就目前來看,這個系統太過昂貴。航空工業界對它并沒有太大的興趣。”
仍然有很多航空界的巨頭在試圖解決這個問題。例如最新的波音787-10夢幻客機,裝配有頭部傳感器,能夠探測飛機前方湍流并將信號傳達給控制方向舵、副翼及其他翼面的電腦并做出調整,在乘客感受到顛簸之前減弱湍流的影響。
科技和對飛行員的訓練也許能夠減弱湍流增多對飛行造成的影響,不過同時,別管警示燈亮不亮,系好安全帶也許會是個明智之舉。
撰文 Eric Niiler
翻譯 陸靜怡
審校 張士 王真
本文來源:《科學美國人》中文版《環球科學》