每日杂志|飞行途中难侦测 「晴空湍流」成隐患 客机频变「吓机」 研激光雷达解困局
2024-06-05 08:00
民航「吓」机再现,5月底一周内有两航班遇上「湍流」(Turbulence)发生意外,引起各界关注航空安全。据了解,当风速或风向改变,会产生令飞机颠簸的「湍流」,相关现象常见,而飞机上的气象雷达可作侦测,但若非雷雨云或山脉引起、在睛空下产生的「睛空湍流」,则需靠激光雷达侦测,惟现时仍未应用于民航飞机上。有研究指,随着全球暖化,极端天气更频繁,或增加睛空湍流机率。民航处高度关注近日事件,将继续密切留意有关调查的安全建议。
近日接连有飞机遇上湍流发生意外,涉及新加坡航空和卡塔尔航空,前者客机由英国伦敦前往新加坡途中遇上湍流,急降泰国曼谷机场,造成1死数十人受伤;后者航班从卡塔尔多哈飞往爱尔兰都柏林期间,遭遇严重乱流,造成12人受伤。
根据天文台网站,湍流是由大气快速、不规则的流动所引起,会使飞机产生急速的颠簸,但一般不会令飞机大幅度偏离预定飞行路线,而强烈湍流则有可能令飞机的飞行高度及姿态出现突变或短暂失控。
有天文学家解释,湍流属常见现象,与雷雨云及地形影响风速和空气密度有关。香港气象学会发言人梁荣武指,当地面有强烈对流,空气急速上升,便会形成灰黑色的雷雨云,云中有强烈的上升气流和下沉气流,「若然飞机进入雷暴云,有机会被扯上高空或突然急降。」而当气流经过山脉,会产生波动(wave),如海浪般上落,其影响范围可以超出山脉高度。他假设,若山顶离地5000米,可以影响其以上数公里范围。
全球暖化加剧睛空湍流
梁荣武续说,湍流又与「高空急流」(Jet Stream)有关。他指,大气层中有一团范围长达几十公里的气流,流动得比周边快,一般民航客机会驶入高空急流,以节省航行时间及气油,而快与慢气流之间的摩擦力,便会扰动气流。梁以「行街」比喻飞机进出高空急流的情况,当人们在挤逼的街道以同一速度有序前行,不容易有意外,但当中一群人突然急步走,或会引起混乱。
有机组人员形容,几乎每程航班都会遇上大大小小的湍流。香港专业飞行员协会主席、民航机机师张敬龙举例,由香港去日本是「顺流」高空急流,只需3.5小时,但回程「逆流」就需要5小时。他分享,飞机上的气象雷达会侦测空气中的水分,当面对雷雨云,雷达会呈红色或紫色,机师就会尽量避开,「千万不要飞进去,不然很容易被冰或雷电击中。」但他提到,当湍流在好天气下出现,没有水分,气象雷达无法探测,机师就无从得知湍流位置,属「睛空湍流」。
据了解,「睛空湍流」会在全球暖化下加剧。香港天文学会理论天文组组长梁振声指,随着天气变暖,极端天气更频繁,睛空湍流出现次数亦有机会增加。梁荣武说,当空气温度差距越大,气流越急,产生的湍流都会更厉害。他解释,当低空越来越暖,高空越来越冷,气温差异扩大,所引起的高空急流会更强,便会产生更多睛空湍流。他引用英国研究指,近年大西洋和美国的睛空湍流数量增加1倍。
业内研改进激光雷达技术
他续指,有方法通过雷达侦测大气层中的风速快慢,当知道高空急流位置,该地区出现睛空湍流的机会都较大,「全世界气象局都会发出重要天气预测,收集周边数据后预测空域状况。」他说,机师在起飞前会看相关「预报图」,了解飞行途中哪些地方较高风险出现睛空湍流,但大气层不断变化,起飞几小时后的形势或有变化,「都是较难触摸的。」张敬龙补充,该些预报会在航行期间定期更新,若然前方有飞机遭遇湍流,就会通知后方飞机尽量爬升避开。
气象雷达无法准确侦测睛空湍流,但科研上已有突破,尝试以激光雷达探测。前天文台台长、科大客席教授岑智明分享,激光雷达分两种,包括红外线激光雷达及紫外线激光雷达,前者利用红外线探测空气中的悬浮粒子或气溶胶(Aerosol)的回波,透过相关物质震荡的频率和轨迹,了解有没有「风切变」,即顺着飞机飞行方向的风速变化,相关雷达在赤鱲角机场也有应用。但岑指,一般在几万尺高空没有气溶胶,变相红外线激光雷达或未能发挥功用,故有科研团队研究使用探测紫外线的雷达,即使高空没有气溶胶,仍可侦测到飞机前10至15公里范围内的空气密度变化,预测会否有湍流,「技术上可行。」
惟据他了解,基于成本问题,现时在民航机应用激光雷达仍在试验阶段,如果将来有航空公司想应用,系统要再优化,「要缩小体积和减轻重量,再经一连串安全测试,才可放上飞机。」
香港工程师学会航空分部发言人亦指,激光雷达需要消耗大量电力及混算资源,分析接收的资讯作出预测,而湍流会在几秒钟内产生变化,当飞机以每小时900公里的速度航行,雷达探测到并传达讯息至驾驶舱时,或许已经遇上湍流,故现阶段并不适合安装在飞机上,「目前业内正进行研究,以改进该技术,使其适合在飞机上使用。」
民航处高度关注飞行安全
民航处回覆指,对本地航空公司的运作有严格要求,会按照 《1995年飞航(香港)令》及处方颁布的《航空营运人许可证要求文件》(CAD360),采取所需规管及监察措施,监管所有本地航空公司营运的飞机。处方续说,所有受雇于本地航空公司的机组人员和机舱服务员,均须要按既定机制接受培训和定期评估,以确保飞行安全。处方高度关注有关航空公司近日事件,已即时要求本地航空公司检视现行的机舱安全政策和程序,并按需要对服务流程作调整及向民航处报备,以保障飞行安全。据了解,新加坡有关当局正就事件进行调查,处方将继续密切留意有关调查的安全建议。
乘客安全意识待提高 首要任务扣好安全带
有空服人员表示,机组人员均有足够培训,反而乘客需要提高航空安全意识;多间航空公司也加强应对湍流的指引。
香港专业飞行员协会主席张敬龙指,遇上湍流都会开广播,通知机组人员及乘客扣好安全带,并且尽量更改飞行航线避开雷雨带。他分享,无法避免在起飞或降落时遇上风切变,曾在准备降落德国汉堡时需要「重飞」(Go-Around),即在飞机即将触地着陆前,将机首拉起重新起飞,确保天气情况许可才降落。
现职空姐Doris分享,公司培训有教空服人员,当服务或送餐时遇上突发湍流,需捉紧椅背等固定位置,「但我们大部分飞行时间都要到处走动, 所以要自己小心。」她指,经过新航意外,公司已规定亮起安全带灯号时,所有机组人员要马上坐下,也会因应实际情况减少服务。
她指,过去不乏乘客缺乏航空安全意识,令其他乘客受影响。她举例,许多乘客在亮起安全带灯号时,才要求去洗手间,亦遇过小孩在飞机降落时解开安全带,结果因为「晕机浪」呕吐,相隔一行座位的外婆见状,情急下又解开安全带站起来,差点双双跌出走廊。
她说,没有扣紧安全带就无保护作用,吁乘客不要因为「不适」而解开,「睡觉时更加要扣紧!」她补充,只有2岁以下、体型细小的婴儿才可以坐在家长膝上使用辅助安全带,不然家长会无法做出防止冲击的安全姿势(brace position),同样有危险。香港工程师学会航空分部发言人亦指,近日发生的事故都是因为乘客没有系安全带引致,飞行跟乘坐汽车需要佩戴安全带的道理如出一辙,「我们都系紧汽车安全带,为何乘客在乘搭飞机时,却不习惯系安全带呢?」
香港航空指,视安全为重中之重,透过不断改进安全风险管理系统,识别湍流带来的威胁趋势,并设立专责应对的工作小组,定期开会检讨行业事故、审查标准操作程式和安全控制措施。港航续指,现行的机上安全广播要求乘客时时扣好安全带,即使安全带灯号熄灭也不例外。大湾区航空亦言,即日起要求航班上所有乘客全程扣上安全带,乘客如有需要,可于安全带提示灯号关掉时使用洗手间,「此措施的主要目的是希望有助加强乘客的安全意识,而非一项强制要求。」
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记者:仇凯瑭
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