本文科學顧問:西南空管局氣象中心預報室預報員 周倫波
作者:中國氣象報記者 段昊書 崔國輝
-40℃、500百帕、800千米/小時……在電影《中國機長》中,觀眾或許只知道當時的情況異常危險,稍有不慎就可能機毀人亡,但卻很難了解這些數(shù)字背后究竟意味著什么。雷暴、冰雹、大風……這些強對流天氣會對飛機飛行造成哪些影響?
本文特邀電影中小愛飾演的人物原型——西南空管局氣象中心預報室預報員周倫波對片中涉及的氣象要素進行解讀。
問:-40℃意味著什么?
答:當時(2018年5月14日),世界上緯度最高的科考站——阿蒙森-斯科特科考站記錄的溫度在-42℃至-52℃之間,南極正處在極夜中,那里大概是全球最冷的地方。也就是說,當時駕駛艙的溫度堪比冬季的南極腹地!
極寒會瞬間導致駕駛員身體凍傷。難以想象的是,在“潑水成冰”的溫度下,機長是如何在身著半袖的情況下承受住的。
問:500百帕意味著什么?
答:飛行途中駕駛艙擋風玻璃爆裂,首先導致的就是瞬間失壓(氣壓差約500百帕)。大自然中,我們能想象的500百帕環(huán)境是龍卷風內(nèi)部的低氣壓。這種低氣壓可以低至400百帕,甚至200百帕。龍卷風所經(jīng)之處,猶如吸泵一樣把它所觸及的樹木、房屋等吸卷而起。
爆炸性減壓會給駕駛員身體帶來極大的傷害,比如耳膜破裂甚至穿孔;同時,整個人可能會被吸出駕駛艙。
問:800千米/小時意味著什么?
答:臺風的最大瞬時風速觀測值為89.8米/秒(約323千米/小時),而F1賽車的最快車速大概為400千米/小時(約111米/秒)。
想象一下,當我們駕駛汽車在高速公路上行駛,前方突然落下石子將擋風玻璃擊破,這是一件多么恐怖的事情。而機長劉傳健當時所處的情況,猶如駕駛敞篷跑車駛入了超強臺風。
事實上,這部《中國機長》除了還原川航3U8633事件外,電影中還加入了機組面臨危險航路天氣考驗的劇情。通過這一劇情,民航氣象工作在影片中得到了很好的展現(xiàn)。
問:影片中,機長駕駛飛機冒險駛入一個對流云團,那是一種什么天氣現(xiàn)象?在航路中常見嗎?
答:真實情況中,3U8633并未遭遇危險天氣。此情節(jié)是電影出于劇情需要,設定3U8633遭遇危險天氣,從而說明極端危險天氣可對飛行產(chǎn)生嚴重影響。
電影中飛機冒險駛入的云團就是夏季經(jīng)常出現(xiàn)的積雨云(又稱CB云),在積雨云中會出現(xiàn)雷電、積冰、顛簸氣流、冰雹、風切變等嚴重危及飛行安全的天氣現(xiàn)象。3U8633航班就遇到了其中三種:顛簸氣流、冰雹和雷電。
飛機遇到顛簸時,管制員會根據(jù)民航氣象預報員的預報結論并結合實際天氣情況指揮飛機改變飛行高度,從而脫離顛簸區(qū)。飛機遇到雷暴時,只能采取繞飛或提高飛行高度的方式來避開雷暴區(qū)域。如果雷暴區(qū)域過大、高度過高,飛機無法繞過,那么飛機就只能返航或備降。
問:影片中那種級別的雷暴云團屬于超強單體嗎?
答:應該不屬于。超級單體是一種孤立雷暴,破壞力強,常會帶來冰雹、強降雨、大風以及下?lián)舯┝鳌S捌校?U8633在雷暴天氣中飛行,并穿過云團裂縫,其實是為了獲得影視效果而設定的。
大多數(shù)情況下,超級單體水平覆蓋范圍直徑可達幾十公里,且持續(xù)時間會比較長(通常都大于1小時),而飛機在空中是等不了那么長時間的。機組一般會采取繞飛的方式避開危險天氣,偶爾也會選擇在空中等待,但等待的決策時間不會太長。
問:飛機為何會在萬米高空遭受雹擊?
答:飛機巡航高度一般在8400米至12000米之間,但積雨云云頂高度可以達到很高(10千米及以上)。這時云頂邊緣變得模糊,云頂常擴展開來形成砧狀。
發(fā)展特別旺盛的積雨云一般可分為三層:0℃以上的云層由水滴組成,0℃至零下20℃的云層由過冷卻水滴、冰晶和雪花等混合組成,零下20℃以上只有雪花和冰晶。受上升氣流影響,過冷卻水滴在這三層之間“上躥下跳”,就可能形成冰雹。如果再多幾次“上躥下跳”的過程,冰雹就會變得越來越大。
冰雹通常在云體移動方向前方、云砧前沿下方降落,部分冰雹在云體移動后方隨氣流上升被拋出。所以,萬米高空有冰雹也就不足為奇了。
問:飛往西藏的高原航線,通常在途中容易出現(xiàn)哪些可能影響民航飛行的天氣現(xiàn)象?
答:青藏高原是我國雷暴最為頻發(fā)的地區(qū)之一,加之高原地形的影響,在高原航路飛行中飛機最常遭遇的是顛簸和雷暴天氣。
春冬季節(jié)由于西風急流強,高原航路需穿越急流區(qū),因此經(jīng)常出現(xiàn)高空顛簸天氣。此外,由于高原地區(qū)海拔高、地形復雜,容易出現(xiàn)地形亂流和熱力亂流,這也是導致飛機顛簸的一個重要因素。
雷暴天氣則多發(fā)生在夏季。由于高原地區(qū)地形復雜,局地性雷暴經(jīng)常發(fā)生,因此經(jīng)常有雷暴云團發(fā)展并且阻擋航路,這時就需要民航氣象預報員準確報出雷暴的位置、范圍、持續(xù)時間等要素,為管制單位的流量管理和繞航指揮提供信息支持。
(來源:《中國氣象報》10月23日三版 責任編輯:申敏夏)
編輯:聶沛彬
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