大型客机在平流层飞行

经常乘坐飞机出行的朋友或许会有这样的经历:起飞时,地面乌云笼罩,细雨绵绵。伴随着飞机的爬升,一路穿云破雾。突然,云开雾散,阳光灿烂。这时,透过舷窗往外看,就会看到飞机的上方是晴空万里,一片湛蓝。飞机的下方是连绵不绝的云海,既像是雪后大地,一片洁白,又像是一幅滚动的画卷,浪花、骏马、高山,千姿百态。这时,有经验的朋友就会告诉你,我们的飞机已经飞出了对流层,进入了平流层,转入了巡航状态。

目前,大型客机都可以在对流层飞行,也可以在平流层飞行。但是,进入巡航状态以后,几乎所有航班都会选择在平流层飞行,而不在对流层飞行,这是为什么呢?

这还得从对流层和平流层的不同特点说起。

大气层示意图

地球周围环绕着大气,对流层紧贴地球表面,向上延伸至约12千米高度,是大气层内密度最高的一层,也是最热闹的一层,蕴含了整个大气层约75%的质量和90%以上的水汽质量。受地表加温作用,对流层内气温下高上低,易于对流,加之充足的水汽,使对流层内的天气现象复杂多变,云、雾、雨、雪、雷、电等天气现象都发生在对流层。如果飞行中遇上雷雨天气,一是强烈对流引发飞机剧烈颠簸,严重时可能导致飞机结构破坏,二是强烈雷电可能击毁飞机。因此,在对流层飞行,雷雨是严重威胁飞行安全的灾害性天气,一旦遭遇大片积雨云飞机通常需要绕过去,严重时需要备降其他机场甚至取消飞行。

此外,在对流层飞行,飞机还可能遭遇飞鸟的威胁。大多数鸟类在3千米以下活动,猛禽可以飞得更高。1973年,在科特迪瓦首都上空,一架民航飞机就在11000米高空撞到了一只黑白兀鹫,导致一台发动机损坏。因此,在对流层内飞行,特别是低空飞行,容易撞鸟。如果撞击大型鸟类,可能引发严重飞行事故。

黑白兀鹫

相比于对流层,平流层的飞行环境则大为改观。平流层位于对流层之上,由于平流层上部有一个臭氧层,会吸收波长较短的紫外线,对空气起到加温作用,因此平流层上部温度相对较高,下部温度相对较低,形成一个逆温层,厚度大约10千米。逆温层温度上高下低,对流层温度上低下高,因此在平流层的逆温层和对流层之间又会形成一个同温层。同温层厚度大约有30千米。在同温层内,温度不随高度变化,年平均气温在零下56℃左右,空气垂直对流不显著,主要是平流运动,利于飞机平稳飞行。同时,平流层内极少有水汽、固体悬浮颗粒等杂质,天气晴朗,光线好,能见度高。而且,没有任何一种鸟类可以飞到平流层的高度,在平流层内飞行不受鸟类威胁。

此外,在平流层飞行还有两点好处,一是如果运气好的话,飞行方向与大气平流方向一致,可以借助风力,有助于节省燃料,降低飞行成本,这对于航空公司真是可遇不可求的;二是平流层远离地面,在飞行过程中飞机对地面的噪声影响显著降低,在重视绿色飞行的今天,这一点也是很重要的。

好了,说了这些,如果你是飞行员,将会怎么选择呢?相信你也更愿意在平流层内飞行。

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