春節就要到了,在外求學、工作的人將通過各種交通工具回家。最近,一群「留守媽媽」發現,兒女們在美國讀大學,但孩子坐飛機去美國的時間,和回來的時間總是不一樣,而且從地圖上看航班沒走直線,而是繞了個大彎。
不僅是南京飛美國,再看飛越大西洋的航線,幾乎每條都是「彎彎噠」。兩點之間直線距離最近,飛機「彎著飛」,是要特意繞過什麼嗎?航空公司為什麼不選擇看起來最短的路線呢?
有此一問 洛杉磯到南京,為何不直飛大洋
在我們的想像中,從洛杉磯飛向南京,應該基本上是往西飛,即基本上沿著北緯34度到37度的這個區帶,通過太平洋往亞洲飛。
如果換算到地圖上,飛行路線應該基本上是一條直線。但實際上,航班的飛行路線卻不是這樣,這條航線「千裡迢迢」地沿著美國西海岸到俄羅斯,然後經過白令海峽,再從哈爾濱、長春方向飛往南京。
不僅南京是這樣,從美國的洛杉磯經過韓國的仁川中轉後,飛回中國的上海,也是這樣「繞著」飛的。
仁川和上海的緯度與洛杉磯差不多,分別是北緯37度28分和31度20分。飛機從洛杉磯起飛後,並不往西飛,而是沿著北美洲的海岸線朝西北方向飛。到了白令海峽以後,才轉向正西,然後又轉向西南方向飛,從堪察加半島附近飛過,再飛向仁川。很明顯,飛機在地圖上繞了一個大圈子。
那條「大圓航線」才是最短距離
揚子晚報記者採訪了多位業內資深飛行員,一位經常飛美國航線的機長表示,「北海道、堪察加、白令海和阿留申群島的圓弧,民航業稱之為大圓航線。這的確是兩點間最短的距離。美中和美東航線,比如芝加哥、紐約、華盛頓,最短航線將直接穿越北冰洋。」
為什麼最短航線是弧形的,而不是我們地圖上認為的直線?南京一位地理老師介紹說,我們都知道,地球是個球體,球面上兩點之間的最短距離,是兩點之間大圓的劣弧。所謂大圓,就是球面上任意兩點和球心所確定的平面,與球面相交所得的圓。在這個圓上,兩點之間的弧線就是最短距離。
從這個角度來看,如果從洛杉磯的海邊遙望南京,不是我們想像的那樣向西沿著緯線看,而是應該向西北方向望,那才是到南京的最短距離。
不過,現實中,南京到洛杉磯的航線也並不完全和大圓航線重合。飛機飛行線路不是設定起始點和終點就可以執行的。
揚子晚報記者了解到,全球遍布數萬個民航航路節點,每次執行航班之前,機長都會根據具體航線、天氣情況和飛機情況等因素設計經過的節點,因此即使是同樣的南京到洛杉磯航線,每次飛行的航路都不一定一樣。當然差異不會很大。
焦點追問
跨國航班為何來回時間不一樣?去時「借西風」,風速最大200公裡/小時
中美長途航班來回飛行時間相差一到兩個小時,也是大家關注的焦點問題之一,而且其他航線似乎也存在這個問題。「北京到倫敦坐飛機10個多小時,倫敦到北京卻只用9個多小時。到網上查一下機票,發現每天每次航班的飛行時間都是如此,所以排除了偶然的可能性。那麼,究竟是什麼原因導致了往返飛行時間不一致呢?」
揚子晚報記者了解到,在北半球北緯35°到65°之間有盛行西風帶,風力強勁。飛往美國的飛機可以借風力飛行,從而加快航速和減少燃油消耗。飛回中國的飛機,如果受到盛行西風的影響可能會頂風飛行。這也是為什麼同一條航線,飛往美國的航班飛行時間要比飛回中國的飛行時間短一到兩個小時。
南京航空航天大學民航學院民航運輸管理專業副教授吳薇薇表示,長途飛行中,造成飛行時間不同的首要原因,確實是風力對飛機速度的影響。「中國到美國,或者中國到法蘭克福這樣的長途飛行,飛機在1萬米高空飛行時,受到風速的影響很大。萬米高空的風速最大可接近200公裡/小時,因此,飛行如果是順風,加上風速後實際的飛行速度會變快,而逆風時則會出現減速的狀況。」吳薇薇解釋道。
新聞連結 還和地球自轉有關?
對於航班來回時間不一的問題,「大神遍布」的知乎網早就討論過。眾人圍繞「是否和地球自轉有關」等方面進行了「深扒」,甚至搬出了「科裡奧利力」這樣的力學專業名詞。
至於地球自轉問題,吳薇薇教授做出了「正本清源」的回答,「地球自轉和飛機飛行時間的長短沒有任何的直接關係。」對於「科裡奧利力」,揚子晚報記者請教了南京多位物理競賽教練。物理老師們異口同聲地回答:「競賽題裡會有所涉及,但對於實際飛行的影響,沒法直接構成『因果關係』。」
成都回南京省半小時,也是風吹的?
不一樣哦,氣流和天氣都會影響線路和時間
同樣航線飛行時間卻不一致的情況,在國內的中短途飛行中也存在。比如南京飛成都或貴州的航線,同樣存在返程時「節省」半個多小時的情況。
「中短途飛行中,除了風速對飛行速度的影響外,飛行的航道、飛行的時間段等因素對於實際飛行的時間影響也挺大。」吳薇薇舉例說,「如果在地圖上將南京飛成都的往返飛行路線描出來的話,你會發現兩條線路並不能完全重合。這就是飛機航道因素的影響。兩點之間,不是簡單的『從A到B』,飛機飛行路線的制定,要受到空中管制、氣流、天氣等多種因素的影響,不同的線路,飛機飛行的高度也不一樣。」
此外,影響中短途飛行時間的,還有飛機的「空中堵車」。類似於工作日上下班的「早高峰」和「晚高峰」,飛機的飛行在部分固定的時間段也會出現「密集起降」的情況。
「比如上海浦東機場,部分時間段的機場流量會特別大,飛機到達上海後,需要在天空中盤旋,直到接到機場通知可以降落,飛機才能順利落地。」
注意
地球是圓的 如何躲開雷達? 戰機超低空突防
我們之所以會有「跨國航班捨近求遠飛弧線」的錯覺,主要原因是忘記了地球是個球體。很多國家的空軍,就利用了這一點躲開雷達。這種二戰之後發展起來的突防手段和戰術,被形象地稱為「超低空突防」。在歷次局部戰爭中,它頻頻「出手」,取得了不少重要戰果。
1982年,英阿馬島戰爭期間,阿根廷一架「超級軍旗」戰鬥機攜「飛魚」飛彈,實施超低空突防,準確擊沉了英軍的「謝菲爾德」號驅逐艦。
2000年,俄羅斯一架蘇27戰機悄悄地從海上超低空飛臨正在日本海進行演習的美軍「小鷹」號航母編隊,並進行了模擬攻擊,美軍直到蘇27掠過頭頂後才發現。
各國之所以青睞超低空突防,原因是多方面的。首先是雷達探測技術的不斷完善,使戰場透明度增加,但是在超低空,地基雷達由於受到地球曲率的影響、地物的阻隔作用和地面(海面)背景雜波的強烈幹擾,探測距離會大大縮短。
此外,在近距離上又受到多路徑效應的影響,探測效果明顯降低。因此,在相當長的時間內,超低空就成了一條雷達難以探測的特殊區域。