近年來(lái)，飛行途中遭遇顛簸的情況愈發(fā)頻繁且劇烈，這不僅給乘客帶來(lái)了身體上的不適，也加劇了人們對(duì)飛行安全的擔(dān)憂。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年5月內(nèi)，就有兩起嚴(yán)重的飛機(jī)顛簸事件相繼發(fā)生。5月21日，新加坡航空一架波音777客機(jī)在由倫敦飛往新加坡的途中遭遇劇烈顛簸，導(dǎo)致1人死亡，70余人受傷。緊接著，5月26日，卡塔爾航空一架波音787客機(jī)在從多哈飛往都柏林的途中也遭遇了顛簸，造成12人受傷。
湍流，作為空氣流動(dòng)中的局部不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是引發(fā)飛機(jī)顛簸的主要原因之一。其中，晴空湍流尤為危險(xiǎn)，因其通常發(fā)生在6千米以上的高空，且無(wú)明顯天氣預(yù)兆，飛行員和雷達(dá)難以提前發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致飛機(jī)失控等嚴(yán)重后果。晴空湍流的形成與高空急流密切相關(guān)，這是一種位于高空、狹窄而強(qiáng)勁的風(fēng)帶，風(fēng)速可達(dá)每小時(shí)數(shù)百公里，對(duì)航空運(yùn)輸有著重要影響。
據(jù)ITBEAR了解，高空急流的形成主要源于地球南北兩極溫差的差異。赤道地區(qū)吸收的太陽(yáng)輻射較多，大氣溫度較高，而兩極地區(qū)則相反。這種溫差導(dǎo)致溫暖氣團(tuán)上升，寒冷氣團(tuán)下降，當(dāng)兩者在高空相遇時(shí)，便形成了高空急流。研究表明，全球氣溫每升高1℃，高空急流的風(fēng)速將加快2%，其中最快風(fēng)速可能比平均風(fēng)速高出2.5倍。
高空急流作為一種自然現(xiàn)象，其認(rèn)識(shí)和研究經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程。19世紀(jì)中葉，美國(guó)氣象學(xué)家埃利亞斯·盧米斯首次提出高空氣流的概念。而20世紀(jì)初，日本氣象學(xué)家大石和三郎利用氣象氣球觀測(cè)到了高空急流的存在，為相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。第二次世界大戰(zhàn)期間，美軍飛行員在穿越高空急流時(shí)，甚至體驗(yàn)到了飛機(jī)速度的突增，盡管這導(dǎo)致了轟炸精度的下降。
地球自轉(zhuǎn)速度隨緯度變化的現(xiàn)象，對(duì)全球大氣環(huán)流模式產(chǎn)生了重大影響，形成了副熱帶急流和極地急流。這些區(qū)域溫度變化的差異導(dǎo)致了空氣壓強(qiáng)的差異，從而形成大范圍的氣壓梯度力，進(jìn)而形成強(qiáng)烈的風(fēng)帶。
高空急流長(zhǎng)約1600~4800千米，厚約1.6~4.8千米，風(fēng)速超過(guò)90千米/小時(shí)，最大記錄甚至達(dá)到398千米/小時(shí)。它如同一條空中河流，在氣象圖上以一條線表示最強(qiáng)風(fēng)的位置。然而，在高空急流周圍的過(guò)渡區(qū)域，由于風(fēng)速變化劇烈，容易產(chǎn)生晴空湍流，給飛行安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。
氣象雷達(dá)通過(guò)發(fā)射無(wú)線電波并接收反射信號(hào)來(lái)探測(cè)大氣中的物體，但晴空湍流中沒有水滴或冰晶等散射雷達(dá)波的物體，因此飛機(jī)氣象雷達(dá)無(wú)法探測(cè)到晴空湍流。這使得飛行員在面對(duì)晴空湍流時(shí)往往措手不及，只能被動(dòng)應(yīng)對(duì)。
二戰(zhàn)前后，由于巡航高度較低，螺旋槳飛機(jī)很少遭遇高空急流。但隨著噴氣客機(jī)時(shí)代的到來(lái)，客機(jī)巡航高度大幅提升，進(jìn)入高空急流頻發(fā)區(qū)域，給飛行員帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。晴空湍流不僅會(huì)造成安全隱患和乘客不適，還會(huì)對(duì)飛機(jī)性能和能耗造成負(fù)面影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)航空公司每年因避讓湍流而改變航線和高度，導(dǎo)致額外消耗約1.6億加侖燃油，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1億美元。
