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坐飛機(jī)的時(shí)候,你有沒(méi)有盯著舷窗外發(fā)過(guò)呆?藍(lán)天白云,看著像棉花糖堆成的小山,軟乎乎地飄在半空。可你發(fā)現(xiàn)沒(méi),不管飛多高,云好像總在下面,飛機(jī)一抬腳就踩到天上了。
咱平時(shí)抬頭瞅見(jiàn)的云,咋就沒(méi)見(jiàn)過(guò)飄到一萬(wàn)米以上的?更怪的是,客機(jī)非得往上竄,專挑云頂上飛,這是因?yàn)槭裁茨兀?/p>
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先說(shuō)云,別看它輕飄飄的,其實(shí)是個(gè)“水汽加工廠”。云打哪兒來(lái)?簡(jiǎn)單說(shuō)就是地面上的水被太陽(yáng)曬熱了,變成水蒸氣往上跑。空氣越往上越冷,水汽一涼,就凝成小水珠或者小冰晶,密密麻麻聚一堆,就成了云。
這個(gè)過(guò)程聽(tīng)著簡(jiǎn)單,但有個(gè)關(guān)鍵門檻:溫度和氣流得配合好。咱們地球的大氣層分好幾層,最底下叫對(duì)流層,從地面到大概8到15公里高,具體高度還得分緯度。
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赤道那兒熱,對(duì)流猛,云能躥到15公里;到了兩極,冷颼颼的,云頂也就七八公里。而咱們常說(shuō)的一萬(wàn)米,差不多就是對(duì)流層頂?shù)钠骄叨取?/p>
超過(guò)這個(gè)高度,空氣結(jié)構(gòu)變了,上面是平流層,氣流變得特別穩(wěn),上下不咋對(duì)流,水汽上不去,溫度也不適合凝結(jié)。所以,云基本就被“卡”在這一萬(wàn)米以下,成了大氣層里的“底層居民”。
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那你說(shuō)水汽就不能再往高躥一步嗎?科學(xué)家說(shuō)了,不是不想,是真上不去。空氣越往上越稀薄,含的水汽本來(lái)就少。
對(duì)流層頂就像個(gè)蓋子,學(xué)名叫“對(duì)流層頂逆溫層”,溫度不往下掉反而微微回升,形成一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu),把上升的濕氣團(tuán)“攔”下來(lái)。
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就好比你燒開(kāi)水,蒸汽往上冒,可鍋蓋一蓋,熱氣就散不出去了。大氣也一樣,水汽沖到對(duì)流層頂,就像撞上一堵無(wú)形墻,翻不過(guò)去,只能橫向鋪開(kāi),形成砧狀云頂,比如雷暴云那種“蘑菇頭”。
這也是為啥最高最強(qiáng)的積雨云,頂多也就到13到14公里,再高,水汽斷供,云自己就散架了。國(guó)際氣象組織定義的云屬里,最高的卷云、積雨云,觀測(cè)記錄也基本沒(méi)突破18公里,而且屬于極端個(gè)例,非常罕見(jiàn)。
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再說(shuō)客機(jī)為啥非得飛云上面,你可能覺(jué)得云那么軟,穿過(guò)去不就完了?實(shí)際上,穿過(guò)云層飛行,麻煩大了去了。云里水汽多,容易結(jié)冰。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、機(jī)翼前緣要是掛上冰,氣動(dòng)性能立馬變差,嚴(yán)重了還能引發(fā)事故。
云常伴氣流擾動(dòng),尤其是積云、濃積云,里面上下對(duì)流劇烈,飛機(jī)鉆進(jìn)去就跟坐搖搖車似的,顛得人五臟六腑都移位。民航講究安全平穩(wěn),誰(shuí)也不想乘客吐一飛機(jī)。云層擋視線,影響導(dǎo)航和觀察,尤其低云還會(huì)干擾起降,所以能躲就躲。
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而平流層就不一樣了,空氣干凈、穩(wěn)定,幾乎沒(méi)有垂直運(yùn)動(dòng),飛起來(lái)又穩(wěn)又省油。
現(xiàn)代噴氣式客機(jī)巡航高度一般在9000到12000米之間,正好卡在大多數(shù)云層之上,既能避開(kāi)惡劣天氣,又能利用高空稀薄空氣降低阻力,提高燃油效率。
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還有個(gè)你可能沒(méi)想到的好處:飛得高,航路更順暢,低空航線復(fù)雜,有地形、有障礙物、有其他飛行器,管制嚴(yán)格。而高空空域開(kāi)闊,航線規(guī)劃靈活,飛機(jī)之間保持縱向、橫向和垂直間隔更容易,空中交通更有序。
再加上現(xiàn)代飛機(jī)用慣性導(dǎo)航和衛(wèi)星定位,飛高空精度更高。所以,不是飛行員“愛(ài)往高處走”,而是綜合安全、效率、舒適、經(jīng)濟(jì)等多方面考量后的最優(yōu)選擇。
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中國(guó)民用航空局發(fā)布的《飛行程序設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確指出,巡航階段應(yīng)優(yōu)先選擇有利于避開(kāi)天氣系統(tǒng)、減少顛簸、降低油耗的高度層。
云飛不到一萬(wàn)米以上,是因?yàn)榇髿饨Y(jié)構(gòu)決定了水汽的“活動(dòng)范圍”有限,對(duì)流層頂像天花板一樣把它壓住了;而客機(jī)飛在云上,是為了躲開(kāi)顛簸、結(jié)冰和低能見(jiàn)度,追求更安全、更平穩(wěn)、更省油的飛行環(huán)境。
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