“啊！！！”尖叫声，是许多乘客遇到飞机瞬间下坠的本能反应。遭遇非常严重的气流颠簸时，未系好安全带的乘客、机内的物品或食物还会被一整个抛飞，撞上天花板或座椅，从而造成人员撞伤或割伤。
2019 年 2 月，达美航空一航班遭遇严重气流颠簸，图片来源：Scrum Inc.
这种突如其来的剧烈颠簸一般出自晴空湍流。在晴空万里的高空中，无法被探测到的空气乱流有时猛地袭来，让机上所有人都措手不及。
上个月，一项新研究显示，受气候变化的影响，晴空湍流正在增加，这意味着人们坐飞机将可能遇到更多强烈颠簸。
全球平均气温越来越高，图片来源：世界气象组织
危险的晴空湍流
在高空中，当空气稳定地水平流动时，飞机也能稳定飞行。但是，空气的稳定如果被破坏了，就会以混乱或随机的方式流动，从而形成湍流。
雷暴，可能是最被人们所熟知的一种湍流形成原因。在下雷暴雨的时候，空气就会有强烈的上下运动，从而产生大量湍流。除此之外，山脉、高空中的急流、飞机周遭气流温度等因素也会引起湍流。
飞过山脉时可能遇到湍流，图片来源：ATSB, flightsafetyaustralia好在飞机上装有气象雷达，可以提前探测前方的天气和一些湍流。
飞机有气象雷达，图片来源：Aircraft Science
根据反射回来的回波，雷达显示器上会将前方的情况用不同的颜色显示：绿色表示轻微的颠簸，黄色是代表稍强但可控的中度颠簸，红色表示飞机可能暂时失控，而洋红色（或称品红色）表示飞机几乎完全失控。
不同的颜色对应着不同的颠簸程度，图片来源：IntuVue RDR-4000 Pilot's Guide
根据雷达信息，飞行员会提前绕行以避开红色和洋红色区域。此外，飞行员还会报告湍流，空中交通管制员收到通知后就会提醒经过该地区的其他航班。
飞机会绕过可能有剧烈颠簸的区域，图片来源：JxJ Aviation
然而，晴空湍流（Clear-Air Turbulence, CAT）就麻烦得多。在云层的上方，在晴朗的蓝天高空里，气流的方向、速度、高度和强度等变化也会引起湍流。
晴空湍流飞行员看不到，机载雷达也检测不到。关于晴空湍流，“我们掌握的唯一信息只有飞机何时经过它，”大气科学家保罗?威廉姆斯（Paul Williams）说道。
晴朗高空中有时突然出现乱流，图片来源：Graeme Marlton
晴空湍流就像是在风平浪静的海面上隐藏着的波涛汹涌。在严重的湍流中，飞机的垂直运动将超过重力。
这意味着，“如果你没有系安全带，你就会变成一个弹射器，被弹出座位，”威廉姆斯解释道。极端情况下，还有人因为伤势过重而身亡。更极端的时候，机体可能还会损坏甚至解体。
夏威夷航空一飞机遭遇严重气流颠簸，机舱内的天花板有地方破裂了，图片来源：Tara Goodall
晴空湍流在增加
威廉姆斯和同事们在《地球物理研究通讯》发表的研究论文分析了 1979 年至 2020 年的大气数据，统计了过去晴空湍流的出现频率。
调查结果显示，自 1979 年以来，美国大陆上空严重的晴空湍流增加了 41%。回看过去的不同时期，该数据虽然时而上升，时而下降，但是从长期来看，它有一个明确的上升趋势。而这也与气候变化的预期影响相一致。
美国大陆上空的晴空湍流增加了 41%，图片来源：参考资料[1]
研究发现，北大西洋上空的剧烈飞行颠簸增加得最为明显——增加了 55%，该区域每年的剧烈颠簸持续时间从 17.7 小时增加到了 27.4 小时。这里有一条非常繁忙的飞行航线。
北大西洋上空的剧烈颠簸增加了 55%，图片来源：参考资料[1]
除了强烈的晴空湍流，中等强度的晴空湍流也增加了 37%——北大西洋上空每年的中等湍流持续时间从 70 小时增加到 96.1 小时。
飞机颠簸的平均持续时间也将增加。例如，在跨大西洋的航班上，乘客可能会遇到 10 分钟的颠簸，但威廉姆斯预测，几十年后乘客受到颠簸的时间可能会增加到 20 分钟或者半小时。
今年 3 月，汉莎航空一航班遭遇晴空湍流，飞机突然下坠，食物和各种物品飞得到处都是，有乘客表示当时以为自己要“死”了……图片来源：CBS
过去的一项研究也指出，在 1958 年至 2001 年期间，北大西洋、美国和欧洲上空的晴空湍流显著增加了。
在北美的东西海岸，晴空湍流更常在冬季出现。我国东部、欧洲东部等地区也有类似情况。威廉姆斯表示，根据气候变化模型，预计夏季和秋季的晴空湍流频率也将增加。“到 2050 年，预计夏季将会像 1950 年的冬季和秋季一样颠簸。”
更高的风险和成本
湍流每增加一分钟，人员受伤、飞机损坏以及维护的概率就变高一些。
“天上的湍流确实越来越多，”有着 26 年空乘工作经验的萨拉·尼尔森 (Sara Nelson) 说道。和乘客相比，空乘人员受伤的风险更高。在湍流造成的伤害中，大约 78% 伤者都是空乘人员。
“我们有一些空乘人员多次被抛到天花板上，然后又掉下，导致骨折，”尼尔森说道。还有的空乘受伤后多年无法工作。“一直以来，气流颠簸都是这份工作最大的威胁。”为了降低风险，也有些人呼吁 2 岁以下的儿童也应该有专属的安全座椅，而不是被抱在怀里或坐在大人腿上。曾有婴儿因为气流颠簸导致脊椎受伤。
据估计，美国每年大约有 65000 架飞机遭遇中等强度湍流，大约 5500 架飞机遭遇严重湍流。湍流每年给美国航空业造成了大约 2 亿~5 亿美元的损失。
乘客和空乘人员受伤，飞机机体更容易“疲劳”，机体需要维护，停飞没有收益，飞机为了避免一些湍流而绕行也会消耗更多的燃料等等都意味着更高的成本。此外，湍流对小型飞机的威胁更大，因为小型飞机更容易受到风速变化的影响。
飞机受到了气候变化的影响，而飞机自己排放的二氧化碳也在增加，图片来源：Our World in Data
为了应对气候变化带来的更多气流颠簸，“我们应该投资改进湍流的预测和检测系统，”威廉姆斯教授说道。目前，已经有研究人员正在开发新型技术，好提前发现晴空湍流。
在更先进的技术到来之前，我们其实也不用太过担心，因为在大多数情况，气流颠簸并不会造成伤害，突然的严重湍流比较罕见，而且因此受伤的人一般都是因为当时没有系好安全带。
不管安全带指示灯是否亮起，都请尽量系好安全带，图片来源：Giphy再看最近这些天的高温预警，保险起见，大家今后坐飞机最好都系好安全带吧！
参考文献
[1] Prosser, M. C., Williams, P. D., Marlton, G. J., & Harrison, R. G. (2023). Evidence for Large Increases in Clear-Air Turbulence Over the Past Four Decades. Geophys. Res. Lett., 50(11), e2023GL103814. doi: 10.1029/2023GL103814[2] Smith, I., Prosser, M., & Williams, P. (2023, July 03). Aviation turbulence soared by up to 55% as the world warmed -- new research. Retrieved from https://theconversation.com/aviation-turbulence-soared-by-up-to-55-as-the-world-warmed-new-research-207574
[3] Taylor, M. (2023). Climate crisis leading to more turbulence during flights, says study. the Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/environment/2023/jun/08/climate-crisis-leading-to-more-turbulence-during-flights-says-study
[4] Science, A. (2022, February 25). How Aircraft Avoids Turbulence | Weather Radar System. Youtube. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=qV0rsIRtQpE
[5] Lane, T. (2023, July 05). What is air turbulence? Retrieved from https://theconversation.com/what-is-air-turbulence-196872'>https://theconversation.com/what-is-air-turbulence-196872
[6] NPR. (2013). Climate Change Could Bump Up Instances Of Turbulence. NPR. Retrieved from https://www.npr.org/2013/04/11/176954629/climate-change-could-bump-up-instances-of-turbulence
[7] Lane, T. (2023, July 06). What is air turbulence? Retrieved from https://theconversation.com/what-is-air-turbulence-196872
[8] Prisco, J. (2022). Why air turbulence could be about to get a whole lot worse | CNN. CNN. Retrieved from https://edition.cnn.com/travel/article/clear-air-turbulence-climate-change/index.html
[9] Christine Chung - The New York Times. (2023, July 06). The New York Times Company. Retrieved from https://www.nytimes.com/by/christine-chung
[10] Baran, M. (2023). Turbulence Is on the Rise. Is Flying Still Safe? AFAR Media. Retrieved from https://www.afar.com/magazine/turbulence-is-on-the-rise-is-flying-still-safe