今天小編分享的科學經驗：機颠簸致使乘客摔斷脊椎、70多人受傷，這種危險越來越常見了，歡迎閱讀。
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本文轉載自公眾号 " 環球科學 "（id：huanqiukexue）
圖片來源：Pixabay
撰文 | clefable
審校 | 二七
今年的 5 月 21 日，73 歲高齡的 Geoff Kitchen 和妻子在倫敦希思羅機場搭乘 SQ321 班機前往新加坡度假，之後他們打算繼續前往印度尼西亞和澳大利亞，整段旅程将持續 6 周。
飛機在距離地面約 1.1 萬米的高空飛行 10 小時後，到達了緬甸的伊洛瓦底盆地（Irrawaddy Basin）上空。這時，飛機突然遇到了極其嚴重的晴空湍流（Clear Air Turbulence）。在大概 1 分鍾的時間内，飛機因為強烈的氣流擾動，迅速墜落和被向上抬升了至少 6 次。這一期間，飛機的上升速度飙升到了每分鍾 500 米，并在 3 秒内又以每分鍾 468 米的速度驟然下降，飛機被抬升的最高點偏離了航線約 121 米。
據一位乘客回憶，飛機毫無預警地突然開始墜落，在飛機迅速下墜的幾秒鍾内，傳來了可怕的尖叫聲和 " 砰 " 的聲音——有乘客的頭部直接砸到了天花板。等飛機逐漸平穩後，很多人都因頭部撞擊出現了頭部皮膚撕裂和耳朵流血的情況，還有乘客因為撞上了燈，面部被刺破了。還有一位乘客則渾身都是咖啡。飛機艙内原本在台面上的酒瓶、杯盤全部散落一地，手提行李散落在各處。由于遭受撞擊，飛機客艙的天花板有一大片完全裸露了出來，一些氧氣面罩等裝置直接掉了出來，懸在乘客們的頭頂。
飛機遭受嚴重湍流後，飛機過道和飛機艙的情況 | youtube
最為不幸的是，經歷這一切的 Kitchen 與妻子天人兩隔，飛機迅速下墜和抬升讓他心髒病發作，最終在痛苦中去世，而他的妻子也受了很嚴重的傷。據統計，這次班機上還有超過 70 人受傷，其中大部分頭部受到了重擊，而還有一些人出現了很嚴重的情況，如癱瘓、顱骨和背部創傷以及腦損傷等，其中有 7 人傷勢尤為嚴重。飛機就近降落在了曼谷機場，乘客們被送往了醫院。這也是近年來最嚴重的晴空湍流事件。
而在這之後不到一周，又發生了 2 起飛機遭遇晴空湍流的事件。一趟從土耳其伊斯坦布爾飛往伊茲密爾、歷時 50 分鍾的飛行途中，飛機剛起飛不久就遭遇湍流，一名空乘人員被猛地抛向天花板，然後又砸回到地面，不幸摔斷了背部的脊椎。就在前一天，卡達航空一架從多哈飛往都柏林的班機，飛機在飛越土耳其時遭遇湍流，有 12 名乘客因此受傷，其中 8 人都需要住院治療。
晴空湍流
據 2024 年的一項研究，飛機每年會遇到中度至 " 嚴重及以上程度 " 的湍流 6.8 萬次。湍流一般指由渦流和垂直氣流引起的 " 空氣的不規則運動 "，包括機械湍流、鋒面湍流、尾波湍流和晴空湍流等。其中，機械湍流是飛機在低空飛行時，遇到的由空氣和地面建築物、山脈摩擦形成的湍流，而鋒面湍流是在熱和冷氣團之間的邊界相互作用產生的湍流。尾波湍流則是前面的飛機飛過後其雙翼產生的氣流擾動，影響到了後面的飛機。
晴空湍流是在海拔約 6~12 千米的無雲高空中出現的不穩定氣流。其出現的一個主要原因是大氣中不同高度的風速和風向變化較大，導致了風切變。一般認為，當風速存在垂直切變時 , 便產生了重力波（gravity waves）。
随着氣層因溫度和密度而分層，重力波能量就會積累和放大，而當重力波的振幅增大到一定程度時，可能會發生波破裂，導致劇烈的氣流擾動。如果飛機進入這一區網域，就會明顯受到多個方向的氣流幹擾，進而出現嚴重的颠簸。據實時航空售後服務網站 FlightRadar 24 提供的信息，SQ321 班機在經過緬甸時，其附近區網域就有一些暴風雨雲。
圖片來源：實時航空售後服務網站 FlightRadar 24
晴空湍流可能在沒有任何預警的情況下發生，它也是天氣相關的航空事故出現的最大原因之一。這種湍流不僅肉眼無法看到，飛機上的傳感器和雷達也無法檢測，即使衛星也無法監測這種湍流，只能根據看到的急流的結構和形狀來推斷。而飛行員常常需要依靠在相同路線前方飛行的任何飛機報告的情況，來躲避晴空湍流，調整飛行路徑。
晴空湍流事件增加的主要原因之一是地球變暖導致的急流增強。随着全球氣溫上升，赤道和兩極之間的溫度梯度變得更加明顯，增強了急流，也增加了湍流出現的可能性。據英國雷丁大學（University of Reading）大氣科學教授 Paul D. Williams 等人在 2013 年發表的一項研究提出，氣候變化可能導致未來中度或以上晴空湍流的發生率大幅增加。
他們采用模型分析了晴空湍流出現的熱點區網域——北大西洋上空，發現當大氣中二氧化碳濃度相對于工業革命前水平增加一倍時，這一區網域的晴空湍流會明顯增加。冬季，在巡航高度北緯 50 ° -75 ° 和西經 10 ° -60 ° 之間的飛行航線上，晴空湍流的中位數強度增加 10%~40%，而中等或更大晴空湍流的發生頻率增加 40~170%。
去年 6 月，他們基于從 1979 年到 2020 年全球出現晴空湍流的趨勢，發現中緯度地區的班機在巡航高度遭遇晴空湍流的可能性會大幅增加。例如在北大西洋上空，輕度或以上晴空湍流的年總持續時間增加了 17%，中度或重度的晴空湍流分别增加了 37% 和 55%。
防範措施
約有 60% 的班機在飛行過程中會遇到某種程度的湍流。雖然飛機遭遇湍流時出現的持續颠簸很吓人，給人一種飛機将要散架的錯覺，但現代的商用飛機在設計和制造時，都會考慮到飛機在飛行中需要經受許多倍的空氣壓力、阻力或剪切力等。
在遭遇嚴重的湍流時，雖然飛機會部分損害等，但受傷最嚴重的仍是沒有系上安全帶的乘客。全程佩戴安全帶仍然是目前最好的預防在湍流中受傷的措施。而最容易受傷往往是機組人員，他們時常需要巡視機艙，以檢查乘客的安全帶是否系好。據瑞典湍流預報網站 Turbli 消息，在遭遇湍流時，在不同位置的乘客感受會明顯不同。長飛機的後部通常最能感受到湍流，而較為理想的位置是飛機的重心周圍，通常就在機翼前面。
目前，人們正在從很多方面增強對湍流，尤其是晴空湍流的檢測。據悉有 15 家航空公司正在合作，以改進對晴空湍流的監測。而增加觀測（例如衛星網絡和傳感器觀察，及時的湍流報告）和復雜的天氣模型研究，可以在飛行員起飛前提供更準确的預測。而在收到有潛在危險情況的警報後，飛行員也可以相應地規劃航線，選擇在不同的高度或不同的航線上飛行，以盡量減少晴空湍流的影響。
參考文獻
[ 1https://theindependent.sg/flight-attendant-breaks-her-back-in-third-case-of-severe-turbulence-in-a-week/
[ 2 ] https://www.paddleyourownkanoo.com/2024/05/27/turkish-airlines-flight-attendant-left-with-broken-back-after-yet-another-severe-turbulence-incident/
[ 3 ] https://www.reuters.com/graphics/SINGAPOREAIRLINES-THAILAND/movaqnmeava/
https://www.bbc.com/future/article/20240524-severe-turbulence-climate-change-singapore-airlines
[ 4 ] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023gl103814
https://www.flightradar24.com/blog/is-cat-more-common/
[ 5 ] https://www.met.reading.ac.uk/~williams/publications/nclimate1866.pdf
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