由於地表溫度不均導致的熱力亂流示意圖。
由於複雜地形造成的動力亂流也是飛機顛簸的元凶之一。
由晴空亂流引發的飛機顛簸。
最近坐飛機是不是越來越顛簸？你或許可以責怪氣候變化。科學家一直預測，變暖的空氣將引發高層大氣中的氣流(即所謂急流)發生變化，從而增加航班遇上湍流的可能性。近日，英國一項研究顯示，近幾十年，飛機在飛行途中遭遇晴空顛簸的幾率越來越大，這與氣候變化下的全球變暖密不可分。
空中顛簸發生頻率較高，且無法對其準確預測，因此對高空飛行構成一定的威脅。飛機劇烈顛簸是怎麽形成的？真的會顛出事兒嗎？乘客在乘機時應該怎麽做才能確保自身的安全？
哪些航線晴空顛簸數量增幅較大？
美國和北大西洋上空航線
據英國廣播公司6月12日報道，英國雷丁大學研究人員收集了證據，證明飛機旅行確實變得更加顛簸。分析表明，在過去40年裏，全球範圍內的湍流顯著增加。相關研究報告由美國《地球物理通訊》月刊刊載。
該研究分析了1979年至2020年的氣候數據，以評估大氣條件如何影響晴空湍流的發生。研究描述了肉眼看不見的湍流空氣，後者是由以不同速度移動的空氣碰撞引起的。
北大西洋是世界上航線經常穿越的最繁忙地區，研究發現，該地區嚴重湍流的年持續時間從1979年的17.7小時增加到2020年的27.4小時，增幅達55%。同期，中度湍流增加了37%，從70小時增加到96.1小時，為統計中所有線路裏最多。從地域上看，美國和北大西洋上空航線的晴空顛簸數量增幅最大。歐洲、中東和南大西洋航線上的顛簸也明顯增加。
研究人員表示，這緣於急流的變化。通常二氧化碳濃度越高，氣溫越高，風切變也就越強，後者是指風速或風向在短距離內發生垂直或水平變化，或兩者兼而有之，“這種切變導致湍流加劇。”
研究發現，北大西洋和美國大陸的湍流增加幅度最大，歐洲、中東和南大西洋上空的湍流也大幅增加。研究表明，事實上，湍流的增加幅度超過了氣候模型對當前全球變暖水平的預期。
晴空顛簸頻率為何越來越高？
碳排放造成空氣變暖，使高海拔地區風切變更為劇烈
晴空顛簸一般指發生在6000米高度以上、與強對流活動無關的顛簸。它的發生沒有明顯的天氣現象相伴，顛簸區與無顛簸區沒有明顯邊界，故而難以被飛行員察覺。
雷丁大學氣象科學家保羅·威廉姆斯說，距地表約8000米至1.1萬米高空中存在數條高速氣流帶，有強大的水平風切變和垂直風切變。氣流帶附近亦有強大風切變，也就是造成飛機顛簸的“亂流”。
研究人員認為，晴空顛簸變多是由於碳排放造成空氣變暖，進而使得高海拔地區風切變更為劇烈。“研究顯示，氣候變化將會增加晴空顛簸出現的頻率。我們現在有證據表明，這種增加已經開始了。”威廉姆斯說，“應該投資研究更先進的顛簸預報和探測係統，以防止不穩定氣流在未來幾十年令飛行更顛簸。”
劇烈的晴空顛簸會帶來哪些影響？
增加燃油消耗，給航空業造成經濟損失
依照英國廣播公司說法，劇烈的晴空顛簸非常罕見，乘客受傷通常是因為沒有係好安全帶。“人們不應該因為害怕顛簸就不乘飛機。不過，除非需要四處走動，否則一直係著安全帶是明智做法，飛行員也是這麽做的。”威廉姆斯說，即使遇到最糟糕的顛簸，安全帶也可以保障人員安全。研究人員表示，沒有理由讓人“過於擔憂”，“商用飛機因湍流造成的死亡幾乎聞所未聞。”
研究人員預測，隨著氣候變化，湍流將繼續加重。顛簸還會給航空業造成經濟損失。數據顯示，僅在美國，由於顛簸造成的飛機磨損、飛行員為避免顛簸改變航線而增加的燃油消耗等，讓航空業每年損失1.5億至5億美元。
A
原理
顛簸為啥成為飛行旅途中的“常客”？
亂流如影隨形，是空中喜歡惡作劇的淘氣包
一般而言，機艙內輕微的顛簸震動無傷大雅，可如果氣流引起的顛簸來得有些劇烈，甚至讓飛機出現急速上升或下墜的現象，舷窗外上下擺動的機翼、左右晃動的艙室和腳下突兀的失重感，都會讓乘客不由地產生一種恐慌：這飛機不會顛出事兒吧？
在這種氣流引起的顛簸麵前，飛機會有危險嗎？為了解答這個問題，我們首先要從空中顛簸的原理入手。“現代民航客機在飛行中遇到的空中顛簸現象，大部分是由大氣運動引起的。”《航空知識》雜誌主編王亞男介紹，“空中氣流的抬升或者下降都會引發飛機姿態的變化，這種變化一般隻會給乘客上升或者下降的感覺，如果來勢比較劇烈，就會形成顛簸。”
作為禦風而行的交通工具，天空中複雜的氣流是飛機經常要麵對的自然現象，有時在氣候、溫度、濕度或地形等客觀條件的影響下，部分氣流的運動會變得不規則，這在氣象學上被稱為“擾動氣流”，或者“亂流”“湍流”。
這些散布在空中的亂流，就像喜歡惡作劇的淘氣包一樣，當它們衝擊機體時，會破壞飛機飛行時原有的空氣動力和力矩平衡，讓飛機產生諸如震動、左右搖晃、上下拋擲等現象，這種受擾動氣流影響產生的現象就叫做“航空器顛簸”。這就如同日常駕駛車輛，在行駛過坑坑窪窪的爛泥路或者崎嶇不平的山路時會產生顛簸感一樣，空中顛簸在民航客機的日常飛行中是極為常見的現象。根據國際航空運輸協會(IATA)的統計，近10年來，全世界平均每年都會發生超過5000起的飛機劇烈顛簸事件。
什麽境況下遇到亂流的可能性較大？飛機起飛、爬升和降落過程中
“現代民航客機的巡航高度都是在萬米左右的平流層，在這個高度進行平飛時，飛機是不大容易因亂流而產生顛簸的。不過在飛機的起飛、爬升和降落過程中，飛機會在對流層中飛行，那麽遇到亂流的可能性就比較大。”王亞男解釋道。相比於平流層，對流層的氣象條件就複雜得多，大氣鋒麵、空中槽脊、高空低渦等這些地理課本裏出現的氣象概念，無一不是亂流產生的溫床。
亂流成因有哪些？
熱力亂流
影響飛機飛行的亂流種類非常多，如果按照成因可大概分為三種：第一種叫做“熱力亂流”，它們常出現在低緯度地區的大氣對流層下層，由於地表溫度不均導致氣流出現紊亂所致，在夏季的午後飛行於熱帶亞熱帶航線的飛機會經常遇到熱力亂流的幹擾。
動力亂流
第二種是“動力亂流”，因複雜地形引起的空氣變化以及風切變是這一亂流的始作俑者，這類亂流經常襲擊在山地高原上空對流層飛行的飛機。
晴空亂流
第三種是“晴空亂流”，與前兩種常出現在中低空不同，這一亂流出現在對流層上層的高空中。當高空大氣的熱力與動力因素出現變化時，就會引發晴空亂流，這一亂流通常潛伏在高空的萬裏晴空之中，故而得名。由於氣象監測係統難以對其預報，相比於前兩種亂流，它們往往會毫無征兆地搞突然襲擊，讓飛機猝不及防地產生顛簸。
B
應對
飛機如何應對顛簸？百年航空曆程，都在不斷與氣流較量
所謂“魔高一尺，道高一丈”。人類百年的航空曆程，就是一部不斷與氣流較量的曆史。既然亂流如影隨形，顛簸也是家常便飯，在長期的技術演變過程中，人類早已建立起一整套針對顛簸的預防機製，最大程度地保證飛機安全。
第一道防線：從機體強度入手
首先，要從機體強度入手構建第一道防線。民航飛機在設計之初就充分考慮了亂流所帶來的衝擊，飛機的主要機構，比如機翼、機身縱梁結構等，都必須保證遇到氣流顛簸時承受盡可能大的載荷。在飛機服役之前必須要通過兩項重要試驗。
第一項是靜力試驗，這是檢驗飛機結構強度的重要一環。所謂靜力試驗，就是在地麵實驗室內，模擬飛機在空中飛行時所有可能的受力情況，以驗證飛機結構的剛度與強度是否達到設計要求。這種極端條件下的測試會反複“折騰”機體，檢查出機身結構中的任何一處“隱患”和“瑕疵”。其次是疲勞試驗，飛機除了承受足夠的力量之外，還要承擔這個力量加載後又卸掉而產生的載荷變化，以滿足飛機服役期間多達20萬-30萬次起落需求。
飛機的疲勞試驗與交變載荷息息相關。想象一下，你平時擰一根細鐵絲，在反複的彎折動作後，細鐵絲終於斷開了。在這一過程中，細鐵絲就是受到你雙手施加的交變載荷而產生金屬疲勞斷裂的。在人類早期航空史上，因設計缺陷而導致的機體金屬疲勞，曾釀成慘烈的空難事故。比如美國的波音787客機，在靜力試驗中其主翼可以向上彎曲達到5.2米——普通的空中顛簸對於客機機翼而言不過是“活動活動筋骨”而已。
第二道防線：機組操作規範
第二道防線則要建立在機組操作規範上。民航飛機的飛行員在上崗前都會進行應對複雜氣象條件的培訓與考核，在遇到顛簸時，如何控製飛機油門、如何切換駕駛模式、如何控製飛行姿態和機動速度等問題都被細化為高度程式化的操作規範，同時機載氣象雷達也會自動搜索和識別各種突發的氣象信息，輔助機組輕鬆應對各種條件下產生的顛簸。
第三道防線：航空監控與氣象預警係統
構築第三道防線的是航空監控與氣象預警係統。地麵的氣象雷達會對起降機場、航線、航段以及備降機場等地上空的天氣情況進行監測和預報。如果出現危險天氣，那麽地麵是不會讓飛機起飛的。這套預警係統會根據實時氣象數據，製定詳細的飛行預案。比如關於顛簸，係統會將可能的顛簸區域、預計顛簸時長，相關操作要求等重要數據告知機組，最大限度避免顛簸產生的危害。
C
安全
飛機顛簸時如何保護乘客安全？係好安全帶，不要開啟行李架
雖然現代民航客機能夠在顛簸中安然無恙，但客艙裏的乘客如果處置不當，在遇到中度及以上顛簸時，則很可能受到傷害。在中度顛簸時，飛機的飛行姿態會變得忽上忽下，並帶有明顯的擺動，在這種情況下，人在客艙內行動變得難以控製。而在重度顛簸時，飛機的飛行姿態變動幅度加大，這時艙內未固定的物品會散落一地。
“劇烈顛簸的幅度，甚至可以將沒有係安全帶的乘客身體拋起來，頭部或上半身部位就會重重撞在艙壁上，會對身體造成比較大的傷害。”王亞男介紹。在近幾年，因為遭遇空中顛簸而導致的乘客與機組人員受傷事故不勝枚舉：2016年6月5日，一架哥倫比亞航空航班在飛行途中遭遇晴空顛簸，包括空乘在內的23名乘客受傷；2022年12月18日，美國夏威夷航空一架飛往檀香山的航班遭遇嚴重顛簸，至少36人受傷。由此可見，遭遇顛簸雖不至釀成事故，但因此產生的人身傷害風險還是值得警惕的。
在遭遇顛簸時，客艙內都會及時將相關信息和注意事項以廣播的形式通知乘客。這時，乘客最應該聽從乘務人員的指揮，回到座位上，係好安全帶，不要開啟行李架，並盡量平複情緒。如果乘客還在使用衛生間，也要立刻蹲下抓住馬桶旁的扶手，保證安全。
整合：黃亞嵐
綜合：央視新聞、新華社、中國科學報、北京科技報、科普中國