严明巴黎札记
26-08-15 02:35 微博认证:凤凰卫视欧洲评论观察员

全球变暖加大高空风险:未来飞机航班遭遇长时间晴空湍流将增加一至三倍 #热点优质创作计划# #热点创作小学院#

不少经常搭乘飞机出行的人会有直观感受:如今航班途中突如其来的颠簸似乎比早年更多。明明窗外万里晴空,没有乌云雷雨,飞机却骤然摇晃,空乘的餐食服务被迫紧急中断。这背后,晴空湍流正在因为全球气候变暖而愈发频发,成为全球民航业需要长期面对的新挑战。

以后坐飞机,可能会越来越“颠簸”。相关研究做出预测:随着全球气候持续变暖,未来几十年民航客机遭遇严重颠簸的频率或将增加一至两倍。原本仅持续十分钟上下的颠簸过程,有可能拉长至半小时。

这种让人猝不及防的现象就是晴空湍流。简单来说,就是天空没有雷暴、没有厚重积云,目视天气状况良好,但万米高空的气流如同路面突然出现坑洼,飞机飞过后就产生剧烈晃动。晴空湍流大多发生在6000米以上民航巡航高度,生成和高空急流、垂直方向风速突变密切相关。

全球变暖正在重塑高空大气格局。中纬度区域高层与低层大气温差加大,高空急流强度增强,垂直风切变随之加剧。不同高度空气流速、流向差异拉大,就更容易催生强烈的晴空湍流。

它和雷雨颠簸有着本质区别。雷雨云团能够被机载气象雷达捕捉,飞行员可以提前改变航线绕飞避险。可晴空湍流无云无降水,传统雷达很难直接探测识别,最大特征就是突发性。上一秒飞行平稳,短短数秒之内飞机就会猛然下坠、左右剧烈摇晃,乘客完全来不及提前做好防护。

长期观测数据显示,过去40年间,北大西洋这条全球最繁忙的跨洋航线上,严重等级的晴空湍流已经出现明显增长,美国本土部分空域也呈现相同趋势。很多旅客的体感“飞机比过去更颠”,并不是主观错觉。

湍流等级航空通用释义

- 轻度:飞机轻微晃动,客舱物品基本不动;
- 中度:机身明显晃动,饮料泼洒,行走困难;
- 重度(严重):机身剧烈抖动,人员被抛离座椅,有受伤风险。

研究使用ERA5大气再分析数据集,分析全球最繁忙的北大西洋跨洋核心航路巡航高度(约12000米)的晴空湍流变化 。

北大西洋航路上,单点年均湍流时长对比:

轻度晴空湍流:1979年466.5小时 → 2020年546.8小时,增加17%
中度晴空湍流:1979年70.0小时 → 2020年96.1小时,增加37%
重度(严重)晴空湍流:1979年17.7小时 → 2020年27.4小时,增加55%

美国本土主要空域,同期严重晴空湍流增幅约41%;欧洲、中东、南大西洋主要航路同样观测到上升趋势,但增幅低于北大西洋 。

未来气候模式模拟预测(二氧化碳加倍情景,冬季北大西洋航路)

来自《大气科学进展》经典模拟,模拟当大气二氧化碳浓度相比工业化前翻倍,不同等级晴空湍流空域体积增幅:

- 轻度湍流:+59%(区间43%‑68%)
- 轻‑中度湍流:+75%(区间39%‑96%)
- 中度湍流:+94%(区间37%‑118%)
- 中‑重度湍流:+127%(区间30%‑170%)
- 重度湍流:+149%(区间36%‑188%)

在高排放情景下,本世纪中后期,严重晴空湍流的发生空间接近翻倍甚至接近翻三倍,这也是“颠簸频率增加一到两倍”说法的数据来源 。

另外一项CMIP6多模式集合研究显示:全球平均地表温度每升高1℃,秋季、夏季的中度晴空湍流会增加约14%,冬季、春季约9%;到2050年,北大西洋夏季的湍流水平,可能达到上世纪50年代冬季的颠簸强度。

综合观测与模式可以确认:受全球变暖驱动,万米高空的风切变环境正在改变,北半球繁忙航路上,越是强度高的严重晴空湍流,增长幅度越明显。历史四十余年已经出现可识别的抬升,未来几十年趋势会继续延续。这些数字是气候给民航业的预警,并不代表航空出行变得高危,但会改变航班的颠簸体验,也对乘客的乘机防护习惯提出更高要求。

除气候变化之外,还有现实运营因素。全球民航航班总量持续扩张,近二十多年航班数量大幅上涨,核心航路空域日趋拥挤。过去飞行员感知前方气流恶劣,可以向上或者向下申请变换高度避开湍流带。但当同一空域布满大量航班,可调整的高度层、绕行空间被压缩。很多时候机组并非不愿规避颠簸,而是缺少可供腾挪的空域,颠簸便会持续十几分钟甚至更久。

很多人随之产生担忧:颠簸变多,是不是坐飞机变得更加危险?客观来看不必过度恐慌。现代大型民航客机结构拥有巨大安全冗余,机翼在地面极限测试中,会出现大幅度肉眼可见弯折。日常飞行遇到的绝大多数湍流,距离损伤机体的阈值还相差很远。颠簸本质属于飞行环境变化,极少直接造成飞机损毁。

颠簸真正的危险对象是人。一旦发生剧烈气流扰动,没有扣紧安全带的乘客会直接被抛起,撞击行李架、舱顶;在过道行走的旅客、工作中的空乘极易摔倒磕碰。绝大多数湍流带来的受伤事故,根源都是未及时系好安全带。

面向未来,对于普通乘客最实用的防护习惯,就是落座之后就保持安全带扣好,不要等到安全带警示灯亮起再行动。晴空湍流往往不会留给人们反应缓冲时间。

与此同时行业也在积极应对。航空公司、气象科研机构、飞机制造企业,持续迭代湍流预报模型、空中实时预警系统,不断完善飞行员处置规范。一旦遭遇强颠簸,机组会执行标准操作:降低飞行速度、寻找合适高度层、暂停客舱服务,最大限度降低人员受伤风险。

晴空湍流增多,是全球变暖延伸至万米高空的间接后果。它并不代表航空出行的安全性大幅下降,但改变了民航出行的体验。对普通人而言,敬畏高空环境,坚持落座即系安全带,就是最简单有效的自我保护;而整个航空体系,也需要持续适配不断变化的大气环境。

附录:晴空湍流关键要点速记

1. 发生高度:通常6000‑12000米民航巡航区间,无云无雷雨。
2. 探测难点:常规机载气象雷达很难发现,爆发具备突发性。
3. 气候变化影响:中纬度垂直风切变增强,严重湍流频次预计增加1‑2倍,持续时间拉长。
4. 叠加现实因素:空域拥挤,可供绕飞、改高度的空间变少。
5. 主要风险:人员磕碰受伤,而非直接损坏飞机;全程系安全带是第一防护手段。
6. 行业对策:优化气象预报预警、机组标准化处置流程。

通俗理解:在高排放情景下,本世纪中后期,严重晴空湍流的发生空间接近翻倍甚至接近翻三倍,这也是“颠簸频率增加一到两倍”说法的数据来源 。

另外一项CMIP6多模式集合研究显示:全球平均地表温度每升高1℃,秋季、夏季的中度晴空湍流会增加约14%,冬季、春季约9%;到2050年,北大西洋夏季的湍流水平,可能达到上世纪50年代冬季的颠簸强度。

参考资料:

1. Prosser M, et al. Evidence for Large Increases in Clear‑Air Turbulence Over the Past Four Decades, Geophysical Research Letters, 2023(1979‑2020实测)
2. Williams P D. Increased Light, Moderate, and Severe Clear‑Air Turbulence in Response to Climate Change, Advances in Atmospheric Sciences, 2017(CO₂加倍模拟)
3. 中国气象局、中国科学院大气物理研究所相关科普转述材料 。

发布于 法国