這是一個陽光明媚的日子，天空晴朗湛藍。飛行員剛剛宣佈您的航班已達到巡航高度，因此安全帶指示燈已熄滅。乘客在客艙內走動。突然，飛機開始晃動。您本能地抓住座椅扶手。站起來的乘客支撐住自己。一個嬰兒開始哭鬧。
一分鐘後，警報過去，您的身體放鬆下來，您深深地撥出一口氣。然後飛機像石頭一樣墜落。您的胃一下子提到了嗓子眼。但是外面沒有風暴，甚至沒有云。到底發生了什麼？
這種被稱為晴空湍流的現象，是由世界急流中混亂旋轉的氣團引起的——急流是強大的氣流，從西向東環繞地球，我們在天氣圖上看到的是彎曲的寬闊波浪線，圍繞著低壓和高壓中心。航空公司喜歡在這些快速移動的氣流帶內飛行，以便在氣流帶足夠靠近航班的期望方向時，提高速度並縮短旅行時間。肉眼看不見的漩渦衝擊著飛機的機翼。當衝擊足夠強烈時，它會使飛機上下顛簸。乘客僵住了，空乘人員也東倒西歪。在過去的四十年中，世界各地不同區域的晴空湍流增加了高達 55%。模型預測，未來 30 至 60 年將再增加 100% 至 200%。每次顛簸來臨時，都毫無預警。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
當湍流發生在風暴中或雲層中時，飛行員可以相對容易地提前發現湍流。機載雷達可以跟蹤遠處雨滴的運動，從而揭示空氣的湍流運動。然後，飛行員可以提前警告乘客和機組人員，鼓勵他們就座並繫好安全帶，以防顛簸來襲。然而，晴空中的湍流是雷達看不見的；飛行員通常在飛機撞上湍流時才知道它的存在。
多雲湍流是由太陽引起的熱效應產生的。當黎明破曉時，太陽開始溫暖地面，進而加熱地表附近的空氣。這種較暖的空氣比上方的冷空氣密度小，因此會上升。被排擠的冷空氣下降，這個過程重複進行，形成所謂的對流。這些氣流的上升和下降推擠著飛機的機翼，如果推力強勁而突然，飲料就會開始晃動。
晴空湍流幾乎完全發生在急流中。急流中的快速氣流帶（想象成一個長方體管道）剪下其上方和下方的較慢氣流，從而破壞急流略微平坦的頂部和底部邊界的穩定性，並將其從堅硬變為模糊。然而，同時，急流空氣與上方和下方空氣之間的密度差異又重新穩定了邊界。
大多數時候，穩定效應會克服不穩定效應，從而為您帶來平穩的飛行體驗。但是，如果風切變變得強烈，不穩定力就會在拉鋸戰中獲勝。結果就是混亂移動的空氣，它會突然向上和向下推擠機翼。
透過仔細研究歷史飛行和天氣資料，英國雷丁大學的保羅·威廉姆斯和他的同事發現，從 1979 年到 2020 年，北大西洋急流中的湍流頻率增加了 17% 到 55%。增幅最大的是最嚴重的湍流等級，定義為重力加速度大於 1 g。在這種重力加速度下，任何沒有固定在飛機上的東西，包括您的胃，都會短暫漂浮起來，因為湍流導致飛機的向下加速度比重力加速度還要快。如果您沒有繫好安全帶，當飛機快速下降幾十米時，您會被拋離座位。
這種增加對您的平均飛行意味著什麼？首先，嚴重湍流相對罕見。飛行測量表明，巡航高度大氣中大約 0.1% 含有嚴重湍流。“這相當於平均八小時飛行中大約 30 秒，”大氣科學教授威廉姆斯說。他說，更可能的情況是，在一個人乘坐的每 10 次航班中，九次不會發生嚴重湍流，而一次會發生幾分鐘的嚴重湍流。
中度至輕度湍流更為常見，也是我們大多數人會遇到的情況。在中度湍流中，高度的跳躍和下降通常為幾米。威廉姆斯說，如今，八小時的飛行可能包含 10 到 15 分鐘的晴空湍流，但預測表明，隨著氣候變化引起的變暖加劇了急流中的風切變，這種湍流的程度將在未來幾十年內增加一倍或兩倍。
由於更頻繁的顛簸可能會導致飛機磨損加劇，航空公司可能會面臨更高的維修成本。飛行員也可能會遇到更多像我一樣疲憊的父母，他們每次安全帶指示燈亮起時，都費力地試圖將年幼的孩子固定在座位上。對於小手來說，那些提升式閂鎖釦太容易操作了。