Невидимата заплаха: Как „турбуленцията при ясно небе“ застрашава полетите и защо става все по-силна? Ето какво казват учените
Много от нас са изпитвали това възприятие: аероплан, който се движи на крейсерска височина, внезапно попада в дупка във въздуха. Сърцето ви стопира за момент, а напитките по масите подло се разклащат. Обикновено след няколко секунди всичко се успокоява и ние го отписваме като обикновено метеорологично събитие. Но какво би било, в случай че тези „ естествени феномени “ стават все по-малко естествени и все по-интензивни? Научните доказателства демонстрират, че това не е единствено в нашето въображение. Атмосферата на Земята в действителност става все по-„ нервна “ и за това са отговорни световните климатични промени.
Двете лица на турбулентността: забележимата и невидимата опасност
За да разберем какво се случва, дано стартираме с опознаването на същността на самата турбулентност. Представете си самолета не като птица, а като транспортен съд, който плава през голям въздушен океан. Този океан рядко е идеално равен.
Самолет в ясното небе Първият, интуитивно понятен тип турбуленция е механичната турбуленция. Тя поражда, когато непрекъснатата въздушна бликам се сблъсква с трудности. Планинските вериги да вземем за пример работят като великански вълноломи. Въздушните маси, които се удрят в тях, основават вихри и талази, които могат да „ разклатят “ самолета. Това изяснява за какво маршрутите над Алпите в Европа, Скалистите планини в Съединени американски щати и Андите в Южна Америка (особено при метода към Сантяго в Чили) непроменяемо се подреждат измежду най-нестабилните в света. По сходен метод работят и фронтовете на гръмотевичните стихии, които основават мощни възходящи и низходящи течения. Пилотите нормално виждат тези турбуленции на радара и се пробват да ги избегнат.
Но има и втори, доста по-коварен зложелател – турбуленцията при ясно небе (clear-air turbulence – CAT). Тя се появява на огромна височина, при изцяло ясно небе, без забележими признаци на неприятно време. Тя не може да се види с просто око или на метеорологичния радар. Именно тя изненадва както пасажерите, по този начин и екипажа. И точно тя нараства по периодичност и мощ със застрашителни темпове.
Климатичният отпечатък в стратосферата: по какъв начин световното стопляне разклаща въздушните течения
Причината за разрастването на CAT се крие във височинните реактивни потоци – мощни, тесни „ реки “ от въздух, които обкръжават планетата на височина 9-12 км. Те се образуват на границата сред топлите въздушни маси от юг и студените въздушни маси от север. Скоростта напразно в тях може да доближи 300-400 километра в час.
Сега дано прибавим и климата в уравнението. Глобалното стопляне води до неравномерно стопляне на планетата. Въздухът покрай повърхността се затопля, само че горните пластове на атмосферата, стратосферата, се охлаждат. Това усилва отвесната температурна разлика, което прави струйните потоци по-нестабилни и енергични. Появява се по този начин нареченият „ срез напразно “ – неочаквана смяна в скоростта и посоката напразно на малко разстояние. Именно това отрязване провокира турбуленция в ясното небе.
Числата поддържат тази доктрина. Проучване от 2023 година откри, че през последните 40 години броят на тежките CAT над Северния Атлантик – един от най-натоварените въздушни коридори в света – се е нараснал с 55%. За Съединени американски щати този % е 41%. През идващите десетилетия можем да чакаме удвояване или даже утрояване на броя на мощните турбуленции по света.
Средногодишните вероятности за поява на турбуленция при ясно небе (CAT) с умерена или по-голяма мощ Картата на „ неспокойното небе “: къде тресе най-често?
За да систематизират тези данни, запалянковци и учени основават световни карти на турбулентността. Проектът Turbli да вземем за пример проучва хиляди въздушни направления благодарение на индикатор, наименуван EDR (eddy dissipation rate), или скорост на разпръскване на вихровата сила. Казано по-просто, това е мярка за това какъв брой бързо безредните въздушни течения губят своята сила. Колкото по-висок е EDR, толкоз по-големи са трусовете.
Промени в средногодишната и диагностично осреднената възможност за поява на умерена или по-силна (MOG) турбулентност при ясно небе (CAT) в данните от ERA5 в 197 hPa за интервала 1979-2020 година Анализът на тези данни разкрива любопитна картина. Както беше упоменато нагоре, маршрутите през планините предстоящо са водещи в това отношение. Но географията на обвързваните с климата CAT е друга – тя обгръща обширни региони над океани и равнини, където полетите преди са били по-спокойни. Това значи, че даже и при видимо безвредните трансатлантически и транстихоокеански полети, вероятността да попаднете в мощен трус в този момент е по-голяма.
Трябва ли да се опасяваме? Инженерните решения и новите провокации
Основният въпрос, който вълнува всеки пасажер, е: какъв брой рисково е това? Тук има положителни вести. Конструкторите на самолети постоянно са били наясно с турбулентността и са проектирали самолетите с голям ресурс от сигурност. Съвременните самолети са извънредно надеждни машини. Така да вземем за пример крилата на Boeing 787 Dreamliner могат да се огъват нагоре с цели 7,5 метра, което дейно потиска вибрациите. Случаите, в които турбуленцията е довела до разрушаването на аероплан, останаха в далечното минало на авиацията.
Boeing 787 Dreamliner Основната заплаха през днешния ден не е за самолета, а за хората в него. Най-много пострадвания (а съгласно FAA през последните 15 години те са повече от 200) получават тези, които не са били с защитни колани. Внезапният скок на самолета може да изхвърли човек на тавана с голяма мощ. Ето за какво заповедта „ закопчайте защитните колани “ не е рекомендация, а жизненоважно предписание.
За авиационната промишленост възходящата турбулентност е ново предизвикателство. Тя води до по-голямо изхабяване на самолетите, принуждава водачите да търсят обходни направления, които водят до преразход на гориво, и изисква създаването на по-добри системи за прогнозиране. Тук се намесват актуалните технологии, в това число изкуственият разсъдък, който проучва големи количества данни, с цел да предвижда „ невидимите “ области на земетресения.
В последна сметка засилените турбуленции са една от най-видимите и нагледни прояви на изменението на климата. Това не са нереални графики на повишаващите се температури, а напълно осезаемо събитие, с което милиони хора се сблъскват на височина 10 000 метра. И това е основателна причина да мислим, че процесите, задвижени на повърхността на планетата, към този момент трансформират даже небето над главите ни.
