文王祖遠
亂流:飛行途中的幽靈
文王祖遠

“我們即將經過一段不穩定氣流,請旅客留在座位上,系好安全帶……”這段廣播內容,對于曾經坐過飛機的人來說一定不陌生。亂流發生時,往往會造成機身上下搖晃,嚴重時會導致乘客受傷。
雖然大多數人都聽過“亂流”一詞,但并非每個人都了解亂流發生的原因。究竟什么是亂流?簡言之,即大氣中混亂的空氣流動現象。亂流可從形成原因、現象、高度等方面進行分類。
從形成原因來看,亂流可分為以下幾種。
對流型亂流:又稱熱力亂流。成因主要是由于空氣流經不同溫度的地區時,容易因溫度差異而導致空氣流動出現“熱升冷降”的現象,造成飛機飛行時上下搖晃。對流型亂流較易發生在離地面較近的高度,因此當飛機即將降落機場時,應特別留心此類亂流的發生。
機械型亂流:又稱地形亂流。當空氣流過高樓大廈時,因受建筑物阻隔,流向與流速都會受影響,進而變成亂流,這原理就如同水流碰到河床石頭時易形成渦漩一樣。所以各國都會規定機場周遭建筑物的限制高度,以降低機械型亂流的發生率,確保航行安全。
山岳波:當氣流或風以接近垂直的方向吹過山勢較高又較長的山脈(如西風吹過中央山脈)時,背風面易形成所謂的“山岳波”,從而造成上下震動現象,形成亂流。
風切亂流:風切亂流是指單位距離風速、風向的改變而導致的亂流。這種亂流的形成需要一定的天氣背景和環境條件。雷暴、積雨云、龍卷風等天氣有較強的對流,能形成強烈的垂直風切;強下擊暴流到達地面后向四周擴散的陣風,能形成強烈的水平風切;鋒面兩側氣象要素差異大,也容易產生較強的風切。
機尾亂流:除大氣變化所形成的亂流現象外,大型飛機翼尖也會因空氣流動而形成所謂的機尾亂流。因此,在高空飛行時,體型較迷你的小型飛機絕對要與大型客機保持距離,才能避免陷入機尾亂流中。
若從現象來區分,亂流主要分為可見亂流與晴空亂流。可見亂流指可看見云層的亂流,如雷雨或積雨云附近的亂流;尤其是受臺風影響而形成的螺旋云帶區更易出現強烈亂流。一般來說,當臺風形成時,空中易出現積雨云,云中常帶有旺盛的上升氣流與沉降氣流,一旦飛機航經積雨云時,就容易出現上下顛簸的不穩定現象。
晴空亂流最常發生在西風噴流空域中,由于看不見云層,飛機雷達不易偵測,因此常導致意想不到的機身搖晃現象。
大體而言,導致晴空亂流發生的成因包括高度、風速、水平溫差三要素。
從高度與風速來看,晴空亂流易發生在1萬米高、氣壓約為200百帕至250百帕的高度環境中,尤其當高空風速達到每秒35米以上時,更易形成晴空亂流。
此外,溫差也是促成晴空亂流出現的成因之一。水平方向的溫差越大,越易形成冷熱空氣的對流現象,當水平方向溫差達到1℃以上時,高空風速可達到每秒35米以上。
當冷風(鋒面)南下,更易形成冷空氣與地面熱空氣相會,使得水平溫差變大、形成高空強風,而強風易形成噴射氣流,造成晴空亂流的發生,一旦飛機駛入氣流周遭,就容易因風速變化太快而造成機身搖晃。
由于溫差是影響晴空亂流的重要因素之一,因此一旦氣象預報將有寒流或鋒面南下時,晴空亂流的出現幾率便會增高,這也是晴空亂流常發生于秋天至春天之間的原因。
若從高度來看,在大氣環境中,任何高度都有可能發生亂流,并非只限于對流層。但某些高度的大氣環境的確較易出現亂流,如臺風外圍螺旋云區、山區與縱貫山脈東側(下風面)、丘陵地、大型建筑物周圍等,這也是世界各國亂流事件時有所聞的原因所在。
