气候变化使湍流更加严重

7 月初，一架从西班牙飞往乌拉圭的欧罗巴航空航班遭遇严重颠簸，导致数十人受伤，其中部分人伤势严重。就在几周前，即 5 月底，一架从伦敦飞往新加坡的新加坡航空航班也遭遇“突然的剧烈颠簸”，导致一名男子死亡（疑似心脏病发作），另有数十人受伤。在这两次事件中，航班均提前紧急降落。

极端颠簸很少见。然而，最近发生的两起事件引发了乘客的担忧和恐惧，他们担心危险的颠簸飞行会变得越来越普遍。科学研究确实表明，气候变化正在增加飞机颠簸的发生率和强度。全球变暖引发的大气变化将给航空业带来麻烦，使飞行时间更长、成本更高——但专家建议乘客不必太担心。基本的预防措施可以帮助您保持安全。

什么是湍流？

乱流是一种不规则的空气运动，飞机乘客会感到颠簸和震动。佛罗里达理工学院航空学讲师、B-777 飞行员 Shem Malmquist 说，造成严重飞行乱流的基本原因有三个：地形、雷暴和气流。山脉等地质构造会扰乱气流并带来颠簸，这一过程被称为“山脉波乱流”。英国雷丁大学气象学家兼博士生 Isabel Smith 说，雷暴会搅动大气并在其附近引发“对流”乱流，还会在数十英里外引发“近云”乱流。最后，在适当的条件下，急流（在高空大气中环绕全球的窄带快速风）会变得旋转而混乱。

为何湍流变得越来越常见？

一些研究表明，气候变化可能会加剧这三种湍流驱动因素。根据 2023 年发表在《气候与大气科学》杂志上的一项研究，全球变暖不会使山脉变大，但它会导致高层大气发生变化，从而可能促进山脉上方更强烈的空气运动。同一项研究还发现，风暴引发的近云湍流也会随着气候变暖而恶化。尽管还需要做更多的工作来证实这些发现，但史密斯告诉《大众科学》。 “只有一篇发表的论文真正研究了这个问题，”她说。

先前的研究得出结论，由于气候变化，风暴通常变得更加强烈和频繁，部分原因是暖空气含有更多水分。因此，史密斯表示，她预计对流湍流也会变得更加常见和极端。

但绝大多数关于湍流和气候变化的研究都集中在与急流有关的晴空（即无云）湍流上。在这方面，十多年来的科学研究一再表明，我们正处于艰难的时期。

在史密斯领导并于去年发表的一项研究中，她得出结论，到 2050 年，每升高 1 摄氏度，就会导致与急流相关的湍流增加 9%-14%，具体取决于季节。同一实验室小组在 2023 年发表的另一篇论文评估了天气再分析数据，发现这种最严重类型的晴空湍流从 1979 年到 2020 年已经增加了 55%。

温室气体排放使地球低层大气温度大幅升高，因为它们将热量困在底层大气中。由于低层大气中逸出的热量减少，随着地球表面变暖，高层大气实际上变得更冷。结果就是高低层大气温度迅速分化。

急流之所以存在，是因为热梯度——有时存在于北极和赤道地区的低海拔空气之间，有时存在于高海拔和低海拔空气之间。史密斯解释说，随着极地空气变暖，高海拔空气变冷，这些变化会加速部分急流，减缓其他部分，从而导致全球气流混乱。“大气中存在许多变化和温度变化，这导致急流本身发生变化。当急流不在固定位置时，它可以产生更有利于湍流的条件，”她说。“你会有非常快的风带，然后在边缘有较慢的风带。这会导致这些漩涡和卷曲，最终分解成湍流。”

航空公司可以做什么呢？

避免夏季航班并不能解决问题。尽管与气候变暖有关，但冬季通常被认为是跨大西洋、北半球航班最糟糕的季节。气候变化预计将加剧所有季节的乱流。

好消息是，大多数湍流都会出现在预报中，准确率约为 75%-80%，史密斯指出。天气雷达可以显示与风暴相关的湍流。地形是固定的，对大气条件的影响是可预测的。马尔姆奎斯特说，气象学家监测急流，揭示了大多数晴空湍流的信息。“科学家们非常擅长绘制急流的位置，以及急流是否在卷曲和弯曲，这对[飞行员]来说是一个很好的湍流迹象，”他指出。

然而，大气条件变化很快。暴风雨时，飞行员可以看见这一点。史密斯说，晴空乱流时，飞行员则看不见。“乱流可能突然袭击飞机，没有任何警告。”而且，即使在明确预报晴空乱流的情况下，飞行员也可能无法总是轻松避开它，尤其是在长途跨洋飞行中。

“我们有时依靠急流来穿越，而不消耗燃料，”马尔姆奎斯特说。在长途飞行中，“当我们在路线和高度上没有灵活性时，降低急流以避开湍流将是一个大问题，”他补充道。

空中交通管制员和飞行员“始终把安全放在首位”，史密斯说。因此，今后，急流条件将成为飞行计划的更大一部分。她说，最终，这可能意味着重新规划航线、延长飞行时间以避开湍流区域，并消耗更多燃油。“我们将拥有更多曲折的航线，这也意味着我们将消耗更多燃油并产生更多排放”，这首先加剧了急流不稳定的问题。