Naukowiec zdradza, co naprawdę powoduje turbulencje. Ta jedna rzecz może cię uratować

Spis treści:

1. Co powoduje turbulencje w powietrzu?
2. Jak przewiduje się turbulencje?
3. Jak dbać o bezpieczeństwo podczas turbulencji?
4. Co możesz zrobić, by przygotować się na turbulencje?

Turbulencje mogą być przerażające, ale oto naukowe wyjaśnienie tego naturalnego zjawiska – oraz wskazówki, jak zachować bezpieczeństwo podczas lotu. Turbulencje to normalna część podróży lotniczych. Każdy ma historię o wpadnięciu w „dziurę powietrzną” – te chwile, kiedy nie tylko samolot wydaje się latać. Żołądek podchodzi do gardła, napoje się rozlewają, a ludzie stojący w przejściu wpadają na siedzenia. W rzadkich przypadkach skutki mogą być poważniejsze niż tylko siniaki.

Dla wielu podróżnych to właśnie turbulencje są głównym źródłem lęku przed lataniem. Ale zrozumienie, co je powoduje, gdzie najczęściej występują i jakie nowoczesne narzędzia wykorzystują piloci, by zwiększyć bezpieczeństwo i komfort lotów, może pomóc uspokoić nawet najbardziej zestresowanych pasażerów.

Co powoduje turbulencje w powietrzu?

Definicja turbulencji jest dość prosta: to chaotyczne i kapryśne zawirowania powietrza, zaburzone różnymi siłami. Jeśli kiedykolwiek obserwowałeś spokojny dym unoszący się ku górze, który nagle zamienia się w nieskładne wiry – widziałeś turbulencje. Powietrze może być niespokojne wszędzie – od poziomu gruntu po wysokości przekraczające pułap przelotowy. Najczęściej spotykane przez pasażerów turbulencje mają trzy główne przyczyny: góry, prądy strumieniowe i burze.

Tak jak fale oceaniczne rozbijają się o brzeg, tak powietrze tworzy fale, napotykając góry. Część powietrza przepływa gładko nad wzniesieniami, ale inne masy powietrza zostają zatrzymane przy zboczach, zmuszone do uniesienia się w górę. Te tzw. „fale górskie” mogą przenosić się do atmosfery jako łagodne oscylacje lub rozpaść się na wiele silnych prądów wiatrowych – które odczuwamy jako turbulencje.

Niespokojne powietrze związane z prądami strumieniowymi – pasmami szybkich, głównie poziomych wiatrów w pobliżu biegunów – wynika z różnic prędkości wiatru, gdy samolot przemieszcza się z obszarów maksymalnych prędkości. Powstają wtedy strefy uskoku, sprzyjające powstawaniu turbulencji. – Choć łatwo zrozumieć turbulencje wywołane burzami, stosunkowo nowym odkryciem jest fakt, że burze mogą generować niestabilność powietrza nawet setki kilometrów dalej – mówi Robert Sharman, badacz turbulencji z NCAR.

Wszystkie te scenariusze mogą powodować tzw. turbulencje w czystym powietrzu (CAT) – najbardziej nieprzewidywalny i niewidoczny typ zakłóceń. To właśnie one często powodują umiarkowane lub poważne obrażenia, ponieważ pojawiają się tak nagle, że załoga nie zdąży ostrzec pasażerów o konieczności zapięcia pasów. Według amerykańskiej Federalnej Administracji Lotnictwa (FAA) w latach 2009–2023 turbulencje poważnie zraniły 40 pasażerów i 166 członków załogi.

Jak przewiduje się turbulencje?

– Prognozy pogody i raporty pilotów są przydatne, ale mało precyzyjne – mówi Sharman. Modele pogodowe nie potrafią przewidzieć turbulencji w skali wielkości samolotu, a piloci często błędnie lokalizują strefy zakłóceń nawet o dziesiątki kilometrów.

Od 2005 roku Sharman pracuje nad bardziej precyzyjnymi narzędziami do tzw. nowcastingu turbulencji. Jak to działa? Algorytm zainstalowany na około 1000 samolotach komercyjnych analizuje dane z pokładowych czujników, by w czasie rzeczywistym określić poziom turbulencji. – Wykorzystując dane o prędkości, ciśnieniu, kącie przechyłu i innych parametrach, algorytm wylicza lokalny poziom turbulencji i przekazuje informacje do krajowego systemu co minutę.

Dzięki temu, wraz z prognozami i modelami pogodowymi, możliwe jest wzmacnianie dokładności prognoz. Coraz więcej linii lotniczych wdraża te rozwiązania. Oprócz przewoźników z USA, do wdrożenia algorytmu przymierzają się Qantas, Air France i Lufthansa. Boeing oferuje go jako opcję przy zakupie nowych samolotów. – Lepiej rozumiemy teraz atmosferę, a dzięki mocy obliczeniowej jesteśmy w stanie dokładniej opisywać turbulencje – mówi Sharman. – To przełom.

Jak dbać o bezpieczeństwo podczas turbulencji?

Część lęku przed turbulencją wiąże się z obawą o awarię maszyny. To naturalna reakcja, zwłaszcza gdy widzimy skrzydło samolotu wyginające się pod dziwnym kątem. – Pasażerka siedząca przede mną kiedyś zaczęła krzyczeć, że wszyscy zginiemy, bo zobaczyła, jak wygina się końcówka skrzydła – wspomina Marilyn Smith, inżynier aeronautyki z Georgia Tech. – A to dobrze, że skrzydło się ugina. Gdyby było sztywne, samolot byłby tak ciężki, że nie mógłby latać. Wszystkie elementy konstrukcyjne są testowane do granic wytrzymałości.

Poza testami w laboratoriach, dziś możliwe jest symulowanie różnorodnych scenariuszy za pomocą potężnych komputerów. Czujniki na pokładzie monitorują również elementy narażone na zmęczenie materiału i sygnalizują potrzebę przeglądu lub wymiany. Czy konstrukcja samolotu mogłaby się zmienić, by całkowicie wyeliminować turbulencje? Smith odpowiada: raczej nie. Trwają jednak badania nad natychmiastowym reagowaniem na podmuchy wiatru poprzez zmianę przepływu powietrza wokół skrzydła.

Fassi Kafyeke z Bombardier rozważa z kolei wykorzystanie napędu elektrycznego, który pozwoliłby umieścić mniejsze silniki w dowolnym miejscu kadłuba i poprawić aerodynamikę. Zmiany te mają służyć głównie poprawie efektywności, ale także pośrednio wpłyną na redukcję skutków turbulencji.

Zmiany klimatu mogą pogorszyć sytuację. Paul Williams, klimatolog z Uniwersytetu w Reading, szacuje, że do 2050–2080 roku turbulencje nad Ameryką Północną, Pacyfikiem i Europą podwoją się z powodu zmian w prądach strumieniowych. Współpracuje on z Airbusem, by dostosować projektowanie nowych samolotów do tych prognoz. – Samoloty projektowane dziś będą latać jeszcze w latach 60. i 70. XXI wieku i muszą wytrzymać te warunki – mówi Williams.

Co możesz zrobić, by przygotować się na turbulencje?

Choć wiedza o meteorologii i inżynierii może pomóc, istnieją też praktyczne strategie radzenia sobie z turbulencjami. – Turbulencje są zwykle silniejsze później w ciągu dnia. Lataj rano i siadaj jak najbliżej przodu samolotu – radzi Heather Poole, stewardesa z 21-letnim doświadczeniem. – Z tyłu samolotu jest najgorzej – mówi. – Nieraz widziałam pasażerów z klasy ekonomicznej trzymających się siedzeń jak na rodeo, a w kokpicie było znacznie spokojniej.

Poole zaleca również, by zapinać pasy bezpieczeństwa przez cały lot – nawet, gdy kontrolka jest wyłączona. Nawet luźno zapięty pas może uchronić przed uderzeniem głową o schowki nad głową. Nie podawaj też dzieci przez przejście ani gorących napojów obsłudze, która próbuje zabezpieczyć przedmioty.

– Jeśli boisz się latać, powiedz o tym załodze. Będą o ciebie dbać, gdy zacznie trząść. Aplikacje jak My Radar czy Soar pomagają zrozumieć, co się dzieje na niebie – co może dać poczucie kontroli. – Największy lęk wynika z braku kontroli – mówi Poole. – Gdy poznasz pogodę, dowiesz się, czym są turbulencje i skąd się biorą, poczujesz się bezpieczniej. I będzie dobrze.

Źródło: National Geographic