“機場瘟神”——下?lián)舯┝?/h1>
2017-05-30 10:48:04張金平
百科探秘·航空航天 2017年8期
張金平
1982年7月9日，美國路易安納州新奧爾良機場，陽光燦爛，碧空萬里，泛美航空公司的克里帕-759號班機正穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)仄痫w。突然間，飛機在空中劇烈地抖動，并垂直下沖，只聽得“轟隆”一聲巨響，大火騰空而起……機上137名乘客和8名機組成員全部遇難，同時還造成機場上8人死亡和14人重傷。
事后，人們很快從飛機的殘骸中找到了“黑匣子”?！昂谙蛔印敝袡C長沒有留下任何有關(guān)事故的錄音，這至少說明飛機事故并不起于機械故障。
科學(xué)家們在研究機場附近的氣象資料后，認(rèn)為這次事故與1975年紐約肯尼迪國際機場發(fā)生的事故有驚人的相似之處，那次事故造成113人罹難。不同之處只是后者發(fā)生在飛機降落之時。
1975年7月24日下午，從新奧爾良出發(fā)的東方航空公司66號航班正在飛往肯尼迪國際機場。紐約地區(qū)有雷陣雨天氣，不過機場風(fēng)速的測量值只有7英里/小時（約為11.3千米/小時）。但班機滑翔時，突然碰到一陣狂風(fēng)暴雨，速度急劇下降，機身突然下沉。機組人員努力恢復(fù)控制，把機頭拉起來，加大推力。但是一切都太晚了，飛機墜毀了，124名乘客和機組成員只有11名生還。
這場災(zāi)難的罪魁禍?zhǔn)谉o疑是天氣。但在災(zāi)難發(fā)生前后30分鐘內(nèi)，有12架飛機都在同一條跑道上安全著陸。是什么天氣因素能導(dǎo)致同一地點，一架飛機絕對安全地降落，而另一架就墜毀了呢？當(dāng)時沒有人能講明白這個危險因素的來龍去脈。
揭開空難的謎團
芝加哥大學(xué)的氣象學(xué)家藤田哲也接過了解謎的重任。1975年底，藤田哲也開始分析66號航班的數(shù)據(jù)，檢查了即將著陸的飛機和肯尼迪國際機場塔樓之間傳送的無線電報，注意哪些飛行員匯報說22L跑道上遇到有麻煩的風(fēng)，而哪些說沒有。這就是謎團的核心：有沒有可能災(zāi)害天氣的范圍很小，很迅速，而且影響不連續(xù)？
1976年3月，他公布了研究結(jié)果，認(rèn)定66號航班墜毀的原因是以前從未定義過的一種雷暴，他稱之為下?lián)舯┝?。下?lián)舯┝鞯某叨扔泻艽蟮牟町悾褳?zāi)害性風(fēng)的水平尺度小于4千米的下?lián)舯┝鞣Q為微下?lián)舯┝?。由于微下?lián)舯┝鞯某叨群苄。瑥姸韧趾艽?，飛機在起飛降落過程中遇到時，在很短的時間內(nèi)要經(jīng)歷從逆風(fēng)到順風(fēng)的轉(zhuǎn)變，飛行員往往反應(yīng)不及而發(fā)生事故，所以它對飛行安全的危害更大。
直到20世紀(jì)70年代末，下?lián)舯┝鞔嬖诘淖C據(jù)才陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。1978年5月29日，藤田哲也和美國國家大氣研究中心（NCAR）高級科學(xué)家詹姆斯·威爾遜在伊利諾伊州約克維爾附近用多普勒雷達(dá)示波器第一次觀測到下?lián)舯┝鳌?/p>
1982年夏，NCAR和芝加哥大學(xué)的近百名科學(xué)家在美國丹佛的斯臺普頓國際機場周圍實施一項名叫“聯(lián)合機場研究計劃”的科研活動，通過布置更稠密的多普勒網(wǎng)絡(luò)，共觀測到下?lián)舯┝?86個，證明這個現(xiàn)象真實存在。這才揭開了機場空難之謎。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在低空大氣中，會突如其來地產(chǎn)生一種神奇的高速氣流，它有點像無形的閃電，波及范圍一般只有0.5平方千米。這種猛烈的下沖氣流，持續(xù)時間只有幾分鐘，時速則高達(dá)200千米以上，它先是由空中垂直下沖逼近地面，然后呈輻射狀向水平方向散布開來，身軀龐大的飛機一旦遭其襲擊便任其擺布而無法保持機體平衡。最糟糕的是，它來無蹤
去無影，神出鬼沒，撲朔迷離，不但發(fā)生在雷雨區(qū)的邊緣，也能出現(xiàn)在風(fēng)平浪靜的晴空。人們把這種幽靈似的怪物稱為“下?lián)舯┝鳌?，也有人叫它“倒灌風(fēng)暴”。
下?lián)舯┝鲗儆谛〕叨蕊L(fēng)暴系統(tǒng)，雖然“個頭兒小”，但“脾氣”大，其破壞性不可小覷。它看不見、摸不著，就像一個隱形殺手，總在不經(jīng)意間給我們帶來致命的傷害，所以又被稱為“低空風(fēng)怪”。
研究表明，下?lián)舯┝鞫喑霈F(xiàn)在發(fā)展成熟的強雷暴云之中，通俗地講，下?lián)舯┝骶褪菑脑浦锌焖傧聸_的一股強烈氣流，觸及地面后向四面八方散開。我們可以把它想象為一個從天而降的氣流炸彈，到達(dá)地面后爆炸，氣流就像炸彈的碎片一樣向周圍飛濺。還有人將下?lián)舯┝鞅茸鞲邞以诳罩械乃堫^向下放水，下沉的氣流就是傾瀉而下的水柱。我們知道，水到達(dá)地面后，會水花四濺。而氣流也一樣，只是我們看不到而已。向四周發(fā)散的氣流就形成了強烈的直線風(fēng)，其威力和龍卷風(fēng)相當(dāng)。越接近地面風(fēng)速越大，可達(dá)到20米/秒以上，影響方圓幾千米的范圍。
下?lián)舯┝鞯男纬膳c危害
下?lián)舯┝魇秋w機起降的勁敵。它對飛行安全的影響，主要表現(xiàn)在飛機起飛和著陸上。飛機起飛和著陸都是先逆風(fēng)飛行，然后飛進(jìn)下?lián)舯┝鲄^(qū)，最后順風(fēng)飛行。在逆風(fēng)飛行時，飛機空速（空速就是飛機相對于空氣的運動速度）增大，飛行員為了保持空速，必然會減油門。當(dāng)油門減下來后，飛機飛進(jìn)下?lián)舯┝鲄^(qū)，這時飛機空速減小，飛機突然下降。飛行員為了保持空速和高度，必須增大油門。當(dāng)油門增大后，飛機飛進(jìn)順風(fēng)區(qū)，容易造成速度失控。如果下沉氣流不強，飛行高度較高，飛行員經(jīng)驗豐富，有可能飛出這危險區(qū)；但如果碰到下沉氣流強度大，飛行高度較低，飛行員缺少飛行經(jīng)驗，一旦操作不當(dāng)就可能造成飛機失速墜毀。
現(xiàn)在各種運輸機，特別是民航飛機的質(zhì)量越來越大（通常為50?200噸），飛行過程中具有很大的慣性。另外，現(xiàn)代噴氣式飛機發(fā)動機對推油門的反應(yīng)比活塞式運輸機慢得多，發(fā)動機增速所需時間較長。當(dāng)遭遇到下?lián)舯┝鲿r，往往來不及增加空速克服由風(fēng)切變造成的升力損失，因此，當(dāng)飛機起飛和著陸進(jìn)入強低空風(fēng)切變區(qū)域時，就會受到威脅，嚴(yán)重時就可能發(fā)生飛行事故。
下?lián)舯┝骺梢灶A(yù)報出來嗎？
下?lián)舯┝魅绱恕皟礆垺保覀儸F(xiàn)在能提前預(yù)報出來嗎？
事實上，下?lián)舯┝鬟@種強對流天氣是目前天氣預(yù)報中的一個世界性難題，世界各國都沒有成熟的預(yù)報方法。美國從2004年開始探索其識別和預(yù)警，結(jié)果表明：下?lián)舯┝鞯念A(yù)警時間與其離雷達(dá)的距離有關(guān)，距離在20?45千米范圍內(nèi)，提前預(yù)警時間為5.5分鐘，在45?80千米范圍內(nèi)，提前預(yù)警時間基本為零。而小于20千米和大于80千米時，則無法進(jìn)行預(yù)警，只能通過事后現(xiàn)場調(diào)查分析才能確認(rèn)。
下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖馊绱穗y以“捉摸”，原因何在呢？
首先是因為其“個頭兒小”。相比于臺風(fēng)、冷空氣這些天氣系統(tǒng)中的“大塊頭”（空間上有幾百千米甚至上千千米，屬于大尺度天氣系統(tǒng)），下?lián)舯┝鲗儆凇靶€子”——中小尺度系統(tǒng)。其影響范圍從幾千米到幾十千米不等，有時甚至按照百米計量。而氣象臺站目前還不能每隔幾千米到幾十千米就布設(shè)一個，這就像“大網(wǎng)捕小魚”，難免會有疏漏。
其次是它很“短命”。下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖馔珊芡蝗?，對某一地區(qū)的影響時間也相對較短，“生命史”只有十幾分鐘到個把小時，有的甚至是幾分鐘的事兒。因此，要提前24小時或是48小時預(yù)報局部地區(qū)的強對流天氣也就非常困難。
再次是它“出生的環(huán)境”很復(fù)雜。下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖獾纳珊桶l(fā)展需要衡量綜合大氣條件，而這些條件往往是難以預(yù)料、不確切的，再加上不同地區(qū)之間各不相同的地形因素，也進(jìn)一步增加了準(zhǔn)確監(jiān)測、預(yù)報強對流天氣的難度。
在目前沒有十分可靠的低空風(fēng)探測儀器和低空風(fēng)預(yù)報方法的情況下，民航飛機在實施起飛、降落過程中，如若遇到下?lián)舯┝?，飛行人員除要及時采取措施外，還應(yīng)提醒后續(xù)的機組注意，這對確保飛行安全具有十分重要的作用。作為航空氣象部門要盡量做出下?lián)舯┝鞯念A(yù)報，及時提醒機組做好應(yīng)對的各項準(zhǔn)備。對于航空公司和飛行人員來說，平時要加強培訓(xùn)，提高處置能力，當(dāng)在航空飛行中遭遇下?lián)舯┝鲿r，一定要按飛行操作程序辦事，機智靈活，準(zhǔn)確判斷，果斷處置，確保飛行安全。
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現(xiàn)在各種運輸機，特別是民航飛機的質(zhì)量越來越大（通常為50?200噸），飛行過程中具有很大的慣性。另外，現(xiàn)代噴氣式飛機發(fā)動機對推油門的反應(yīng)比活塞式運輸機慢得多，發(fā)動機增速所需時間較長。當(dāng)遭遇到下?lián)舯┝鲿r，往往來不及增加空速克服由風(fēng)切變造成的升力損失，因此，當(dāng)飛機起飛和著陸進(jìn)入強低空風(fēng)切變區(qū)域時，就會受到威脅，嚴(yán)重時就可能發(fā)生飛行事故。
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事實上，下?lián)舯┝鬟@種強對流天氣是目前天氣預(yù)報中的一個世界性難題，世界各國都沒有成熟的預(yù)報方法。美國從2004年開始探索其識別和預(yù)警，結(jié)果表明：下?lián)舯┝鞯念A(yù)警時間與其離雷達(dá)的距離有關(guān)，距離在20?45千米范圍內(nèi)，提前預(yù)警時間為5.5分鐘，在45?80千米范圍內(nèi)，提前預(yù)警時間基本為零。而小于20千米和大于80千米時，則無法進(jìn)行預(yù)警，只能通過事后現(xiàn)場調(diào)查分析才能確認(rèn)。
下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖馊绱穗y以“捉摸”，原因何在呢？
首先是因為其“個頭兒小”。相比于臺風(fēng)、冷空氣這些天氣系統(tǒng)中的“大塊頭”（空間上有幾百千米甚至上千千米，屬于大尺度天氣系統(tǒng)），下?lián)舯┝鲗儆凇靶€子”——中小尺度系統(tǒng)。其影響范圍從幾千米到幾十千米不等，有時甚至按照百米計量。而氣象臺站目前還不能每隔幾千米到幾十千米就布設(shè)一個，這就像“大網(wǎng)捕小魚”，難免會有疏漏。
其次是它很“短命”。下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖馔珊芡蝗?，對某一地區(qū)的影響時間也相對較短，“生命史”只有十幾分鐘到個把小時，有的甚至是幾分鐘的事兒。因此，要提前24小時或是48小時預(yù)報局部地區(qū)的強對流天氣也就非常困難。
再次是它“出生的環(huán)境”很復(fù)雜。下?lián)舯┝鞯葟妼α魈鞖獾纳珊桶l(fā)展需要衡量綜合大氣條件，而這些條件往往是難以預(yù)料、不確切的，再加上不同地區(qū)之間各不相同的地形因素，也進(jìn)一步增加了準(zhǔn)確監(jiān)測、預(yù)報強對流天氣的難度。
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