張金平
1982年7月9日,美國(guó)路易安納州新奧爾良機(jī)場(chǎng),陽(yáng)光燦爛,碧空萬(wàn)里,泛美航空公司的克里帕-759號(hào)班機(jī)正穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)仄痫w。突然間,飛機(jī)在空中劇烈地抖動(dòng),并垂直下沖,只聽(tīng)得“轟隆”一聲巨響,大火騰空而起……機(jī)上137名乘客和8名機(jī)組成員全部遇難,同時(shí)還造成機(jī)場(chǎng)上8人死亡和14人重傷。
事后,人們很快從飛機(jī)的殘骸中找到了“黑匣子”?!昂谙蛔印敝袡C(jī)長(zhǎng)沒(méi)有留下任何有關(guān)事故的錄音,這至少說(shuō)明飛機(jī)事故并不起于機(jī)械故障。
科學(xué)家們?cè)谘芯繖C(jī)場(chǎng)附近的氣象資料后,認(rèn)為這次事故與1975年紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)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(jī)降落之時(shí)。
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(hào)航班正在飛往肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)。紐約地區(qū)有雷陣雨天氣,不過(guò)機(jī)場(chǎng)風(fēng)速的測(cè)量值只有7英里/小時(shí)(約為11.3千米/小時(shí))。但班機(jī)滑翔時(shí),突然碰到一陣狂風(fēng)暴雨,速度急劇下降,機(jī)身突然下沉。機(jī)組人員努力恢復(fù)控制,把機(jī)頭拉起來(lái),加大推力。但是一切都太晚了,飛機(jī)墜毀了,124名乘客和機(jī)組成員只有11名生還。
這場(chǎng)災(zāi)難的罪魁禍?zhǔn)谉o(wú)疑是天氣。但在災(zāi)難發(fā)生前后30分鐘內(nèi),有12架飛機(jī)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(diǎn),一架飛機(jī)絕對(duì)安全地降落,而另一架就墜毀了呢?當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能講明白這個(gè)危險(xiǎn)因素的來(lái)龍去脈。
揭開(kāi)空難的謎團(tuán)
芝加哥大學(xué)的氣象學(xué)家藤田哲也接過(guò)了解謎的重任。1975年底,藤田哲也開(kāi)始分析66號(hào)航班的數(shù)據(jù),檢查了即將著陸的飛機(jī)和肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)塔樓之間傳送的無(wú)線電報(bào),注意哪些飛行員匯報(bào)說(shuō)22L跑道上遇到有麻煩的風(fēng),而哪些說(shuō)沒(méi)有。這就是謎團(tuán)的核心:有沒(méi)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(hào)航班墜毀的原因是以前從未定義過(guò)的一種雷暴,他稱(chēng)之為下?lián)舯┝鳌O聯(lián)舯┝鞯某叨扔泻艽蟮牟町?,他把?zāi)害性風(fēng)的水平尺度小于4千米的下?lián)舯┝鞣Q(chēng)為微下?lián)舯┝?。由于微下?lián)舯┝鞯某叨群苄?,?qiáng)度往往又很大,飛機(jī)在起飛降落過(guò)程中遇到時(shí),在很短的時(shí)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(duì)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(guó)國(guó)家大氣研究中心(NCAR)高級(jí)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(cè)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(guó)丹佛的斯臺(tái)普頓國(guó)際機(jī)場(chǎng)周?chē)鷮?shí)施一項(xiàng)名叫“聯(lián)合機(jī)場(chǎng)研究計(jì)劃”的科研活動(dòng),通過(guò)布置更稠密的多普勒網(wǎng)絡(luò),共觀測(cè)到下?lián)舯┝?86個(gè),證明這個(gè)現(xiàn)象真實(shí)存在。這才揭開(kāi)了機(jī)場(chǎng)空難之謎。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在低空大氣中,會(huì)突如其來(lái)地產(chǎn)生一種神奇的高速氣流,它有點(diǎn)像無(wú)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(shí)間只有幾分鐘,時(shí)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(kāi)來(lái),身軀龐大的飛機(jī)一旦遭其襲擊便任其擺布而無(wú)法保持機(jī)體平衡。最糟糕的是,它來(lái)無(wú)蹤
去無(wú)影,神出鬼沒(méi),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(chēng)為“下?lián)舯┝鳌保灿腥私兴暗构囡L(fēng)暴”。
下?lián)舯┝鲗儆谛〕叨蕊L(fēng)暴系統(tǒng),雖然“個(gè)頭兒小”,但“脾氣”大,其破壞性不可小覷。它看不見(jiàn)、摸不著,就像一個(gè)隱形殺手,總在不經(jīng)意間給我們帶來(lái)致命的傷害,所以又被稱(chēng)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(qiáng)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(qiáng)烈氣流,觸及地面后向四面八方散開(kāi)。我們可以把它想象為一個(gè)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?chē)w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(huì)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(qiáng)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(jī)起降的勁敵。它對(duì)飛行安全的影響,主要表現(xiàn)在飛機(jī)起飛和著陸上。飛機(jī)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(shí),飛機(jī)空速(空速就是飛機(jī)相對(duì)于空氣的運(yùn)動(dòng)速度)增大,飛行員為了保持空速,必然會(huì)減油門(mén)。當(dāng)油門(mén)減下來(lái)后,飛機(jī)飛進(jìn)下?lián)舯┝鲄^(qū),這時(shí)飛機(jī)空速減小,飛機(jī)突然下降。飛行員為了保持空速和高度,必須增大油門(mén)。當(dāng)油門(mén)增大后,飛機(jī)飛進(jìn)順風(fēng)區(qū),容易造成速度失控。如果下沉氣流不強(qiáng),飛行高度較高,飛行員經(jīng)驗(yàn)豐富,有可能飛出這危險(xiǎn)區(qū);但如果碰到下沉氣流強(qiáng)度大,飛行高度較低,飛行員缺少飛行經(jīng)驗(yàn),一旦操作不當(dāng)就可能造成飛機(jī)失速墜毀。
現(xiàn)在各種運(yùn)輸機(jī),特別是民航飛機(jī)的質(zhì)量越來(lái)越大(通常為50?200噸),飛行過(guò)程中具有很大的慣性。另外,現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)推油門(mén)的反應(yīng)比活塞式運(yùn)輸機(jī)慢得多,發(fā)動(dòng)機(jī)增速所需時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)遭遇到下?lián)舯┝鲿r(shí),往往來(lái)不及增加空速克服由風(fēng)切變?cè)斐傻纳p失,因此,當(dāng)飛機(jī)起飛和著陸進(jìn)入強(qiáng)低空風(fēng)切變區(qū)域時(shí),就會(huì)受到威脅,嚴(yán)重時(shí)就可能發(fā)生飛行事故。
下?lián)舯┝骺梢灶A(yù)報(bào)出來(lái)嗎?
下?lián)舯┝魅绱恕皟礆垺?,我們現(xiàn)在能提前預(yù)報(bào)出來(lái)嗎?
事實(shí)上,下?lián)舯┝鬟@種強(qiáng)對(duì)流天氣是目前天氣預(yù)報(bào)中的一個(gè)世界性難題,世界各國(guó)都沒(méi)有成熟的預(yù)報(bào)方法。美國(guó)從2004年開(kāi)始探索其識(shí)別和預(yù)警,結(jié)果表明:下?lián)舯┝鞯念A(yù)警時(shí)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(shí)間為5.5分鐘,在45?80千米范圍內(nèi),提前預(yù)警時(shí)間基本為零。而小于20千米和大于80千米時(shí),則無(wú)法進(jìn)行預(yù)警,只能通過(guò)事后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析才能確認(rèn)。
下?lián)舯┝鞯葟?qiáng)對(duì)流天氣如此難以“捉摸”,原因何在呢?
首先是因?yàn)槠洹皞€(gè)頭兒小”。相比于臺(tái)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€(gè)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(shí)甚至按照百米計(jì)量。而氣象臺(tái)站目前還不能每隔幾千米到幾十千米就布設(shè)一個(gè),這就像“大網(wǎng)捕小魚(yú)”,難免會(huì)有疏漏。
其次是它很“短命”。下?lián)舯┝鞯葟?qiáng)對(duì)流天氣往往生成很突然,對(duì)某一地區(qū)的影響時(shí)間也相對(duì)較短,“生命史”只有十幾分鐘到個(gè)把小時(shí),有的甚至是幾分鐘的事兒。因此,要提前24小時(shí)或是48小時(shí)預(yù)報(bào)局部地區(qū)的強(qiáng)對(duì)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?qiáng)對(duì)流天氣的生成和發(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(cè)、預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣的難度。
在目前沒(méi)有十分可靠的低空風(fēng)探測(cè)儀器和低空風(fēng)預(yù)報(bào)方法的情況下,民航飛機(jī)在實(shí)施起飛、降落過(guò)程中,如若遇到下?lián)舯┝?,飛行人員除要及時(shí)采取措施外,還應(yīng)提醒后續(xù)的機(jī)組注意,這對(duì)確保飛行安全具有十分重要的作用。作為航空氣象部門(mén)要盡量做出下?lián)舯┝鞯念A(yù)報(bào),及時(shí)提醒機(jī)組做好應(yīng)對(duì)的各項(xiàng)準(zhǔn)備。對(duì)于航空公司和飛行人員來(lái)說(shuō),平時(shí)要加強(qiáng)培訓(xùn),提高處置能力,當(dāng)在航空飛行中遭遇下?lián)舯┝鲿r(shí),一定要按飛行操作程序辦事,機(jī)智靈活,準(zhǔn)確判斷,果斷處置,確保飛行安全。