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撰文 | 钱德拉尼·辛哈, 沙比娜·法拉兹

晴空湍流是一种可能造成严重伤害的不可预测的剧烈湍流。专家强调,气温上升和碳排放导致发生晴空湍流的可能性增加。  

▲印度和巴基斯坦等国的航空交通量大幅增加,与此同时,全球变暖正导致空气湍流加剧。图片来源:Tomás Llamas Quintas / Alamy

近日,新加坡航空一架航班遭遇严重湍流。剧烈的颠簸导致机上一名心脏病患者死亡,多人受伤。包括最近新航遭遇的这次颠簸事件在内的一系列事件让各界开始关注空气湍流增加及其与气候变化之间可能存在的联系。

2022年5月1日,印度香料航空(SpiceJet)一架从孟买飞往加尔各答的航班也遭遇了类似的湍流,造成多人受伤。其中一名乘客因在该航班上受伤在几个月后不治而亡。

乘坐香料航空此次航班的赫马尔·多什(Hemal Doshi)回忆这段悲惨的经历时说,“突如其来的颠簸让每个人都陷入恐慌之中,我扶住坐在我旁边的一位老妇人,防止她从座位上摔下来。”

无独有偶,2022年6月11日,一架从巴基斯坦商业中心卡拉奇飞往白沙瓦的蓝色航空公司(Air Blue)航班也意外遭遇湍流,令乘客陷入恐慌。乘客纳斯林·帕沙(Nasreen Pasha)说,混乱中,乘客们手挽手共同祈祷。

“当时我们正在平稳地飞行,机组人员也很热情,一切都很好。但突然间飞机就开始颠簸,不停地摇晃。”帕沙说。

 空气湍流的科学与影响

伊斯兰堡的科学家穆罕默德·乌墨尔·阿尔维(Mohammad Umer Alvi)认为,人为造成的环境退化是影响飞行安全的一大因素。“随着平均气温上升以及森林砍伐的增加,巴基斯坦大城市及其周边地区的大气变得更加不稳定。这导致空气对流的形成,从而引发不可预测的空气湍流,特别是在卡拉奇和拉合尔等地大型机场的周围,”阿尔维说。

雷丁大学(University of Reading)气象学系2019年发表的一项全球研究已经强调了气候变化的影响会加剧晴空湍流。这种严重的湍流发生在无云的空域,会导致飞机剧烈振荡,但由于缺乏云层,所以很难预测。

▲伦敦希斯罗机场附近的“低排放区”指示牌。图片来源:Alamy

研究还指出,二氧化碳排放造成的空气变暖,会增大急流中的风切变,增强全球的晴空湍流,因此导致繁忙空域的湍流增加。例如,1979年至2020年,北大西洋空域每年严重湍流的持续时间增加了55%。

巴基斯坦气象局高级官员萨尔法拉兹·可汗(Sarfaraz Khan)说:“我们用一个100克的气球将一个被称为无线电探空仪的仪器释放到高空中,通过这个仪器获得(85千米至600千米)高空的大气风力数据,再据此来预报(空气湍流)。通常3万英尺(9144米)高度以上风力极强的急流会引起湍流。

他还说,“晴空湍流的问题在于它只是移动的空气。对于雷达中使用的超高频率无线电波而言,空气是透明的。没有任何东西可以把信号反射给雷达,没有回声,也就无法发出预警。”

与气候变化的联系

印度理工学院孟买分校(IIT Bombay)气候研究教授、马里兰大学名誉教授拉古·穆尔图古德(Raghu Murtugudde)等科学家正在研究气候变化与湍流增加之间的联系。“随着全球变暖,地球在努力摆脱温室气体增加后捕获的额外的能量,这就导致垂直温度(随着高度升高而降低)与风廓线(不同高度的风速之间的关系)发生变化。大气和温度锋面的急剧上升和下降运动也因此增多,造成晴空湍流。”

来自印度理工学院克勒格布尔分校(IIT Kharagpur)的气候专家、大气化学家贾亚纳拉亚纳·库蒂普拉特(Jayanarayana Kuttippurath)告诉对话地球:“人为活动引起的全球变暖导致全球地表气温上升,结果造成极端天气事件频发和具有破坏性。预计全球地表气温每升高1摄氏度,北半球冬春季节的中度晴空湍流事件将增加约9%,夏秋季节将增加14%。如果未来变暖加剧,晴空湍流事件发生的次数将大幅增加。”

他强调需完善预警,并为飞机配备探测仪器,从而有效预测并应对这种湍流。印度理工学院孟买分校正在对这些课题进行研究。

前印度地球科学部秘书马德哈万·纳尔·拉吉夫(Madhavan Nair Rajeevan)称,乘客必须保持警惕,“湍流及恶劣天气事件等相关危险的增加,提醒乘客必须提高警惕。尽管航空业对气候变化的影响有目共睹,但共同努力解决这些问题至关重要。航班取消的财务成本也凸显出必须采取积极措施减轻气候变化对航空出行的影响。”

巴基斯坦气候科学家穆罕默德·阿尤布·可汗(Muhammad Ayub Khan)认为,气候变化对航空业的影响是多方面的。“极端高温可能导致飞机停飞,而不断变化的急流会造成更多湍流,继而给机场工作人员的健康和机场基础设施造成更多的危害。”

南亚航空运输业的增长与风险

而发生这一切的同时,航空旅行业,尤其是南亚航空业正在显著增长。国际航空运输协会(International Air Transport Association, 简称IATA)的一份报告显示,航空运输业为巴基斯坦创造了20亿美元的国内生产总值。“外国游客的支出进一步为该国创造了13亿美元的国内生产总值,两项总计33亿美元。”报告称。

报告还预测,在“当前趋势”情境下,未来20年巴基斯坦航空运输业将增长184%。到2038年客运量将增加2280万。如果这一增长成为现实,将增加约93亿美元的国内生产总值,并创造约78.63万个工作岗位。

国际航空运输协会预测,未来20年印度的航空运输业将增长262%,意味着到2037年其客运量将增加3.703亿人次。若能实现这一增长,将使该国的国内生产总值增加约1267亿美元,创造约910万个工作岗位。

绿色航空 

多年来,航空业一直因其巨大的环境足迹,尤其是导致气候变暖的碳排放而饱受诟病。但德国航空航天中心(German Aerospace Center)的学术研究员贝恩德·卡赫(Bernd Kärcher)的一项新研究表明,飞机的另一个副产品——在天空中留下的白色航迹云——变暖效应更强,而且到2050年将增加两倍。

研究称,“飞机在稀薄的冷空气中翱翔时会形成令人着迷的航迹云。水蒸气在飞机尾气的烟尘周围迅速凝结并冻结形成持续几分钟或数小时的卷云。这些飘在高空的云层太薄,非但无法反射太多阳光,其中的冰晶反而可以吸收热量。与具有净冷却效应的低空云不同,这些航迹云会造成气候变暖。”

一些航空专家正在实验用绿色技术来减少排放——如果取得效果,可能会影响因碳排放而恶化的晴空湍流。

巴基斯坦飞行员兼航空工程师莎拉·库雷希(Sarah Qureshi)致力于减少航迹云,让航空业变得绿色环保。

库雷希拥有英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)航空航天工程博士学位,其创办的航空发动机制造(Aero Engine Craft)公司致力于生产环境友好型飞机发动机。该公司设计的发动机通过冷却飞机尾气中的水蒸气,从而将其留在飞机上,如有需要,也可以将这些水作为雨水释放。

来自巴基斯坦的航空专家穆罕默德·海德尔·哈龙(Mohammad Haider Haroon)称,“必须扩大可持续航空燃料的生产规模。2030年代后期开始,氢气和电池/电力驱动的飞机可以提高全球航空业的能效。航空公司应引进采用最新技术、能够节省燃料的飞机。”

▲2017年11月21日,海南航空一架载有186名乘客和15名乘务员的波音787飞机从北京首都国际机场起飞,降落在芝加哥奥黑尔国际机场,这是中国航空公司首次使用食用油混合航空燃料进行国际飞行。图片来源: Alamy

哈龙认为,升级发动机、提高空气动力学效率、使用轻型复合材料以及生物基可持续航空燃料是推动航空业绿色化发展的道路之一。

库雷希说:“仰望天空,那是唯一在天上运营的产业。我们不太关注头上一公里处正在发生什么。但这个产业就像一条毯子,正逐渐覆盖地球表面,加剧全球变暖。” 

本文首发于对话地球网站。

■ 钱德拉尼•辛哈(Chandrani Sinha)是一名独立的多媒体记者,目前常驻阿萨姆邦。她的报道涉及气候变化、环境、可持续发展和其他特别的人类利益故事。

■ 沙比娜·法拉兹 (Shabina Faraz)是一名环境记者,拥有超过20年的新闻工作经验并获得相关奖项。她为BBC乌尔都语、第三极(The Third Pole)和巴基斯坦报纸《黎明》(Dawn)撰稿,并曾在世界自然保护联盟巴基斯坦分会的月刊《Jareeda》担任编辑。

 

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