◎环球科学

阳光明媚 
，飞机万里无云 ，颠簸飞机上升到了巡航高度。错觉在机长广播后 ，飞机安全带指示灯熄灭，颠簸乘客也开头在机舱内来回走动。错觉然而 ，飞机突然之间，颠簸飞机一阵晃动 。错觉出于本能 ，飞机你抓住了座位的颠簸扶手 ，离开座位的错觉乘客则尽力保持平衡，婴儿也开头哭闹起来。飞机

一分钟后，颠簸颠簸停止了 。错觉你终于放松下来  ，深深地呼出一口气。可飞机又开头像落石一般猛然下降，你感觉自己的胃都被颠到了嗓子眼——可奇怪的是，窗外并没有暴风雨 ，甚至连云也看不到。怎样在这样的好天气里，飞机还会剧烈颠簸呢 ？

这种情况便被称为晴空湍流。晴空湍流产生于高空急流带邻近。组成高空急流带的是强劲的气流，它们自西向东流动，将地球环绕其中。在气象图上，它们多以宽阔的波浪状线条表示，随低气压和高气压中心弯曲变化。

当这些高速气流带离飞行航线很近时 ，航空公司便喜欢让飞机在这些气流带中飞行，从而提高飞行速度，缩短飞行时间。与此同时 ，要是气流不够稳定，形成湍流，就会冲击飞机机翼。当冲击足够强烈时，飞机便会上下颠簸。在过去的40年里，晴空湍流在世界各地出现的次数增加了55%
。根据模型预测，在未来的30到60年里 ，晴空湍流还将再增加100%~200%。更麻烦的是，每次晴空湍流出现时  ，都毫无迹象可循。

当湍流出现在暴风雨或云层中时 ，飞行员能相对容易地察觉到它们的存在 。机载雷达可以追踪远处的降雨动态，揭示空气的运动。因此，在这种情况下
，飞行员可以预先通知乘客和机组人员，提醒他们在颠簸发生前就座并系好安全带
。然而 ，对于晴空湍流，机载雷达却无能为力 。因此，飞行员往往仅仅有在遭遇晴空湍流之后，才能知晓它们的存在。

云层的湍流是由太阳的加热效应所产生的 。黎明时分，太阳开头照射地面，进而加热地表邻近的空气。加热后的空气由于密度比上方的冷空气小，因此会向上抬升，而原本上方的冷空气则会下沉到低处
。空气如此循环运动，便形成了所谓的对流 。大气的对流运动推动着飞机机翼 ，若是遇上突然产生的强对流 ，推力较大 ，飞机便会出现颠簸 。

而晴空湍流则几乎仅仅发生在急流带中。急流带高速流动的空气（不妨想象为一个矩形的管道）会对其上方和下方流动较慢的空气产生剪切力，破坏急流上下边界的稳定性 ，使边界不再明晰。与此同时，由于急流带空气与其上下方空气之间存在着密度差
，边界又会重新趋向稳定 。

在大多数时候 ，边界会克服不稳定的因素
，回到稳定状态 ，让人享受一段平稳的旅途。但若是风切变增强 ，不稳定因素便会占据上风，导致空气乱流  ，飞机上下颠簸 。

通过研究大量历史飞行数据和天气数据，英国雷丁大学的保罗·威廉斯和同事发现，1979年至2020年 ，北大西洋急流带中湍流的出现频率提高了17％~55％。其中，最严重的湍流类别（即G力大于1G的湍流）出现频率增幅最大。在这样的加速度下，飞机上一切没有固定的东西——包括人的胃，都将暂时漂浮起来
，因而湍流导致飞机向下加速度超过了重力加速度更快
。这种情况下 ，飞机能迅速下降几十米
，要是没有系好安全带，乘客便会脱离座位。

这会如何影响我们乘坐的航班呢 ？首先，严重湍流相对较少发生
。根据飞行中的测量数据，大气层中仅仅有约0.1%的严重湍流会出现在飞机的飞行高度。“这意味着平均飞行8小时，才会遭遇约30秒的严重湍流。”大气科学教授威廉斯解释道。更有可能的情况是 ，每乘坐10次航班，有9次都不会遇到严重湍流  ，而仅仅有1次会有几分钟的湍流出现 。

轻度和中度湍流则更为常可见
，也是我们大多数人都会遇到的。在中度湍流的影响下，飞机遇在几米范围内上下颠簸。威廉斯表示 ，目前，每飞行8小时可能会遇到10至15分钟的晴空湍流。然而预测模型显示，由于气候变化导致大气变暖 ，急流带中的风切变增强
，在未来的几十年 ，这种程度的湍流将增加一倍甚至两倍
 。

由于颠簸更加频繁 ，飞机也可能更容易出现磨损 ，航空公司也可能会面临更高的维修成本。

（文章源自微信公众号环球科学）