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「晴空湍流」全攻略

李本瀅

坐飛機,除了座位不寬敞、要吃「飛機餐」、嬰兒嚎哭、「暈機浪」之外,還有一樣不大為人知道,但要逆來順受的事。

十月中旬香港附近上空發生的民航事故,據稱飛機在二萬呎上空遇到猛烈的下降氣流,導致四十多人受傷。由於當日天氣良好,該飛機遇到的可能是「晴空湍流」。因湍流而導致死亡的事件不屬罕見,最近一次事故發生於1997年12月。遇事飛機自東京飛往夏威夷途中碰上了猛烈的晴空湍流,瞬間急降了三十米,導致一人死亡,傷者超過一百。

據雜誌資料,過去十五年間飛機遇上湍流而導致的傷亡,達八百五十多人,受害者絕大多數都沒有戴上安全帶。航空公司因湍流事故而作出的賠償,飛機修理費用及事故調查的支出,每年達一億美元。

究竟大氣中的湍流成因是甚麼?是怎樣深測的?可否預報?是否可以預防?本文嘗試解答這些問題。

簡單來說,大氣中的湍流大致可分為三類:

(一) 由地形引致。當氣流遇到高山,一般會上升。氣流越過山後會下沉至低於原來高度,從而產生波動。

(二) 由對流天氣引致,最常見的地方是雷暴區附近。由於航機上一般設有雷達,能探測前方的雨雲,機師有充分時間避開雷暴所引誘發的湍流。

(三) 晴空湍流。一般發生於二、三萬呎或以上高空,常見在風速大(又稱急流),或者是風向或風速變化較大的地方(例如冷暖空氣交匯,氣流突然加速、減速或轉向的區域)。由於天氣良好的關係,機上的雷達探測有困難。

以上第一、二類的湍流由於可以用地面儀器觀測(例如風速表、雷達等),從而針對性發展一些預報方法和發出警報,對航機的安全已起了一定的保障。

第三類湍流,即晴空湍流,佔所有湍流報告的半數。由於探測上有一定困難,認識亦不全面,是氣象界近一、二十年面對的一大課題。那麼,如何減低晴空湍流的威脅?細數之下,有四大招數。

第一招是「隔山打牛」。氣象衛星近年來開始遙感大氣上高層的情況,定時就高空氣流變化提供了寶貴的資料。但不足之處是衛星離地球太遠(三百公里以外),所獲資料未能準確顯示有關氣流的高度。

第二招是「運籌帷幄」。有些地區己開始利用天氣資料計算一些「晴空湍流指數」,業務上作為預報之用。由於預報覆蓋範圍較廣,而晴空湍流一般尺度不大,利用飛機報告來驗証預報的準確程度,有一定困難。但能為機師提供了預警作用,還不失為一個有效方法。

第三招是「摸著石頭過河」。就是在航機上設置儀器量度風、溫度,並將氣象數據即時輸往氣象台。氣象台根據這些資料作出預報。這方法補充了第二招資料上的不足。

最新一招是「投石問路」。踏入今年,美國方面開始實驗在飛機上裝上激光雷達(LIDAR),實際探測晴空湍流。這種雷達原理是基於「多普勒」效應(圖一)。「多普勒」現象,就像一輛火車在面前經過,聽到的聲音會因火車移近或遠離而變化,而量度這些變化就能得出車的速度。該儀器發出激光,透過回波來探測大氣中微粒或塵埃的移動,因而洞悉氣流的情況,十分適合探測晴空湍流。它的操作原理與「多普勒」氣象雷達(圖二)十分相似,不同的是後者利用微波,適合探測雨點水滴,而不是微粒。

這一招目的是希望透過即時探測到的湍流,機師能立刻作出反應,並且通知隨後而來的飛機提高警覺。但真正進入投產階段可能是數年之後。目前來說,最穩當的方法依然是「緊扣好安全帶」!

飛機利用「激光雷達」可探測晴空湍流。

圖一。 飛機利用「激光雷達」可探測晴空湍流。

香港的機場「多普勒」氣象雷達

圖二。 香港的機場「多普勒」氣象雷達。



﹝文匯報 1999年10月29日﹞


※ 多謝文匯報之允許,轉載以上的文章。

最近修訂日期: <2014年4月1日>