飞行中的乱流颠簸是怎么回事 1

飞行中的乱流颠簸是怎么回事 1

本文核心词：飞行,飞机,颠簸,乱流
乱流什么时候危险？
感谢B站用户 @下标压五千二 根据视频改编成此文章。
我相信很多害怕乘飞机或者乘坐飞机觉得紧张的人，很多时候是害怕遇到颠簸。
那今天我就简单给大家说说，颠簸是怎么产生的，颠簸到底危不危险，以及飞行员是如何应对不同类型颠簸的。
是的，颠簸也分不同类型。有空气与地面摩擦造成的，比如大气流过（绕过）山脉等障碍物。这种叫做机械颠簸（注意，这里不是指飞机零件那个机械）。当你在某个大风天气乘飞机时，起飞时可能遇到这种颠簸，特别是机场接近山脉或者城市（有高楼大厦）。
由于空气流动（风）绕过这些障碍时，会像小河水绕过石头流一样产生漩涡。这些由于山脉楼房等大规模障碍物产生的空气漩涡就会在一定高度上对飞机造成颠簸。这种现象叫做专业上叫表面摩擦颠簸（摩擦层颠簸），一般影响100米到1000至2000米飞行的飞机，而更高超的空气就会恢复平稳。但这种颠簸只会在风特别大的天气遇到，而且这也是大家经常会遇到的颠簸情况。
当飞机飞到大气层比较高的位置时，其实高层的大气的风通常都非常大。但是！但是！高层大气中飞行通常都不颠簸，这个我们后面解释。
下面我们说一种大家可能都经历过的颠簸情况：当飞机飞入云层中产生的颠簸。其实并不是所有的云都引起颠簸，会引起颠簸的云通常时那种对流云。
这里简单说说对流云。对流云是由于地表空气被加热，热空气密度小，这一团热空气会像气泡一样上浮。在这一团热空气中，富含着大量的水蒸气（气态的，看不见，不是云雾）。随着这一团热空气在大气层中上浮，一定会随着高度升高慢慢冷却。当气团上升到一定高度，即dew point（凝结温度，或者气象上叫露点温中度，直接写应该会被和谐），水蒸气会凝结成小水滴，即形成云。如果你物理课学过一点点热力学，你就知道水蒸气凝结成小水滴的过程中，会突然释放大量的能量。这就是说，在云的内部就会发生这种凝结，所以一定会有乱流。这种乱流一部分由于气团受热上升引起，另一部分由于云中水汽凝结释放热量引起。于是，这些在夏季像棉花糖一样好看的云，很有可能引起颠簸，一般是轻度或者中度颠簸，但是并不危险。
但是！有一种云引起的颠簸真的很危险，那就是积雨云（CB云）。积雨云实际上是小的积状云持续发展，由于大气非常不稳定，会助长这种云的形成。这种不稳定可能是地表受热特别强烈，或者是大气中水汽特别充足，又或者是两者共同作用。于是小的积状云就会发展成大的积雨云。大家会看到的现象就是，这种云长得像个蘑菇，它持续扩大，顶部通常会发黑并向四周扩散，变得像个棉花糖一样。这是由于它的顶端会接近零下50到零下60摄氏度，甚至更冷。于是这里就会形成冰晶，这时大量的热空气会被向上吸入云中，上升到顶部冷却，最后又落下来。因此，云中就会有非常强烈的空气上下运动（对流）。
这才是真的危险的云，飞机绝对不允许飞入积雨云，如果飞进去，就会遇到极端的颠簸，实际上就会引起飞机结构损坏。然而，这种云有一个好——里面水汽多。当云里水汽多的时候，飞机的气象雷达就能够探测到。当飞机在这些云附件飞行，打开气象雷达，飞行员就能清楚地看到一小坨一小坨图像，都是范围很小，高度很高的，也就是说很容易避开它们。如果是由于锋线运动引起的连城片的积雨云（锋线附近的冷空气把暖湿气流托起来做抬升运动，也会引起积雨云，这种一般叫做飑（biao）线，即连成片的积雨云。）飞机绕不过去，无法避开，那就只有返航或者备降到别的地方。因为飞行员绝对不会冒险飞入积雨云。这就是会引起危险的CB云。
下面我们再说一种颠簸：晴空颠簸（Clear Air Turbulence, CAT）。晴空颠簸的不同在于，它不含水汽。它会突然出现，气象雷达上毫无征兆。
晴空颠簸可能形成于积雨云周围，因为积雨云中的强对流会扰动它周围一定范围内的空气；
晴空颠簸也可能是由于山地引起的，这个我们前面讲过，空气翻过高山之后，会在山的背风面形成很大的漩涡。当你看到那些漂亮的、像飞碟的云，那就是这种大漩涡的象征。它们虽然看起来很酷，但其实飞过去真的很危险.
但是，最常见的晴空颠簸其实是由急流轴（Jet Stream）引起的。要理解急流轴，我们要把它想象成一个空气管道，自西向东延申绕过地球上空。在管道里，空气流动非常非常快，大概是200到300公里每小时（100~150kt）。这些空气管道，在垂直方向上不会太大，一般也就1000米左右（几千英尺），但是可能由好几千海里长，十几到一百多海里宽。当这种空气管道中的气流很快的时候，中间速度快的气流和周围速度慢的气流就会相互摩擦，因为急流轴外面的空气一般是静止的，这种摩擦也会产生漩涡。