導讀
為什么飛機墜毀時乘客要待在飛機上等待迫降而不是跳傘?為什么飛機升降時會有耳漲耳悶的感覺?為什么陰雨天我們會感覺有些悶?這都與今天的主角——氣壓有關。
3月5日,國航CA983航班因行李艙火警警報備降俄羅斯一機場,慌亂中空姐大聲催促乘客:“別拿東西,跑!”讓188名乘客安全撤離,也讓公眾進一步認識了這些危急時刻沉著冷靜、在冰雪中穿得最少的可愛的人。
而同一天,在澳航QF706上,乘客更是經歷了一場前所未有的噩夢……
事件回顧
3月5日6時10分,澳航航班QF706從阿德萊德起飛前往墨爾本,隨后前往堪培拉。
7時17分,機身后方的一聲巨響讓所有人嚇了一跳,沒等人們看清情況,只感到機身突然抖動,乘客身體感到了明顯的失重感,飛機似乎在直線下沖!
人們的感受是真實的,在萬丈高空中,直線下沖!
有的乘客一邊流淚,一邊用手機拍攝下這“最后的畫面”;孩子緊緊抱著母親,男人狠狠握住身旁的妻子,機艙內的嬰兒哭聲此起彼伏,乘客攜帶的隨身物件散落一地。
同時,艙內上方的氧氣面罩應聲掉落,人們按照空乘人員的指示戴上了氧氣面罩,準備迎接命運最后的安排。
據統計,QF706在五分鐘內從7500米下降到3000米,巨大的高度差讓飛機上的乘客都認為,吾命休矣。
Dailymail:面罩脫落,一聲巨響后飛機驟降15, 000英尺,在墨爾本緊急降落。
然而,令所有乘客都不敢置信的是,讓飛機突然陡降,讓所有乘客差點嚇破膽的“幕后操縱者”,竟然就是這架飛機的,機長!
這是怎么回事呢?
原來,在巨響發生后,機艙內的氣壓因不明原因驟降。在高空機艙失壓的話,由于機艙里的氧氣外泄和壓力減小,會使旅客在瞬間身體膨脹、缺氧窒息從而逐漸的失去意識。如果沒有足夠的氧氣供應的話,最后的結果就是,全部缺氧死亡,同時飛機墜毀。
在氧氣一點點耗盡、頭腦越來越不清醒的緊急情況下,副機長一邊強忍著缺氧引起的不適,一邊建議快速檢查機艙失壓原因,但此時此刻,機長明確表示,來不及了!
為了保證機艙內的乘客不至于因飛機飛行高度過高而缺氧,機長立刻坐回駕駛位,握穩操控桿,果斷將飛機高度從25000英尺(7500米)調整到10000英尺(3000米),這才有了前面乘客如同做跳樓機一般的墜落感!但最終,航班安全降落在墨爾本機場的應急跑道上,全機所有乘客及人員無一傷亡。
可以說,機長用專業的操作驚險地度過了機艙失壓的風險,一腳已經踩進鬼門關的乘客又活了下來。
這其中,有哪些關于氣壓的科學道理呢?
為什么氣壓低了會致命?
眾所周知,我們平時基本生活在1個標準大氣壓下(約為101千帕),氣壓隨高度增大而減小。
空氣從氣壓高的地方向氣壓低的地方流動,在飛機飛行的萬米高空氣壓很低,一旦暴露在那樣的氣壓條件下,體內氧氣會迅速流失。氧氣濃度一旦降低,人吸入的氧氣減少,動脈血中的氧氣隨之減少,身體各器官得不到充足的氧分供應,生理機能就發生障礙,會產生換氣過度、頭暈眼花、四肢乏力、嘔吐不止等各種反應,嚴重時導致死亡。因此,當飛機遇到緊急情況時,氧氣面罩會脫落供乘客呼吸。
大多數情況下,人類對0.6個大氣壓以上都具有非常好的適應能力。
萬米高空氣壓是多少?
一般民用飛機的飛行高度為3萬至4萬英尺(9000米至12000米),在3000米范圍內,每升高12米,氣壓減少約133帕,因此,3000米的海拔大約是0.6個大氣壓。萬米高空的氣壓大約是0.3個大氣壓。
因此,在飛機飛行時,需要對機艙進行增壓,保證客艙里的氣壓與海平面氣壓差異不大。這樣,飛機上的人們就可以正常呼吸,身體不會出現不適。
飛機一般加壓到多少?
飛行過程中機艙會加壓,但客艙內氣壓依然低于地面氣壓,大概相當于海拔2500米至3000米的氣壓(即0.6個至0.8個大氣壓)。所以,澳航飛機急墜到3000米,乘客基本也就安全了(此時的氣壓相當于西藏拉薩)。
那么,為什么不加到1個大氣壓呢?首先,0.6已經夠用了。其次,這也是為了飛機安全的考慮。目前的飛機生產工藝,并不足讓機體加壓至海平面水平,而又能保障機體壽命與安全性;難題在于飛機每次升降,都要反覆加壓與減壓,機體會處于反復的膨脹與收縮的循環,久而久之會造成結構疲勞,如果不加控制,這可以導致飛機解體,釀成災難。
也正是由于艙內氣壓的變化,導致鼓膜向外膨隆,使乘客出現耳悶、耳脹等不適癥狀。多做嘴部運動、捏鼻、閉嘴、鼓氣、使用耳塞,都能緩解這樣的癥狀。也正是因為飛機氣壓低于地面氣壓,鋼筆管里的“高壓”空氣會吧墨水直接“擠”出來。
為什么飛機有墜毀風險時不能跳傘?
簡單來說,即便大氣環境正常,沒有經過訓練的跳傘也基本與“投胎”無異。
何況飛機飛行的高空,氣壓低、氧氣少、溫度低。且不說一旦打開艙門,其他乘客都會因艙內外高低壓差“吸出”艙外(就像去年川航3U8633航班右側前風擋掉落副駕駛一度被吸出一樣),真的出去了,千米高空上乘客也會面臨高空缺氧、寒冷、高速氣流吹襲等情況,沒有氧氣補給,也沒有防寒措施,死亡概率遠大于存活率。
航3U8633航班機長劉傳健在介紹當時情況時比喻:“如果你在零下四五十攝氏度的哈爾濱大街上,開車以200公里的時速狂奔,你把手伸出窗外,你能做什么?”
一般來說,在不佩戴特殊護具的情況下,最高安全高度即以人體承受大氣壓力的極限,是5000米;在多年前裝備普遍較差的時候,空降兵的特種跳傘最大高度為4000米左右,普遍應用高度只有幾百米。所以,2008年汶川地震期間,5月14日空降兵某部15名先遣隊員在無氣象資料、無地面指揮、無地面標識的條件下,成功在5000米的高度空降到四川省茂縣地域,那是巨巨巨危險的。
飛機飛行時事故多嗎?
在新聞中,我們經常能看到飛機因天氣如雷擊、下擊暴流或其他原因遭遇危險的情況。比如去年的川航3U8633航班迫降,再如因飛機失壓造成的希臘史上最嚴重的空難——太陽神航空522航班事件。
但實際上,民航飛機出事故的概率非常小,以2016年為例,全球商業航班的整體事故率是每飛行一千萬架次,僅發生機體全毀事故3次。在近期幾次飛機發生危險的時候,我們也能看到機組人員高水平的操作。
因此,飛機還是放心坐吧!
氣壓是如何影響天氣的?
氣壓跟天氣有密切的關系。一般地說,地面上高氣壓的地區往往是晴天,地面上低氣壓的地區往往是陰雨天。這里所說的高氣壓和低氣壓是相對的,不是指大氣壓的絕對值。
在同一水平面上,如果氣壓分布不均勻,空氣就要從高氣壓地區向低氣壓地區流動。因此某地區的氣壓高,該地區的空氣就在水平方向上向周圍地區流出。高氣壓地區上方的空氣就要下降。由于大氣壓隨高度的減小而增大,所以高處空氣下降時,它所受到的壓強增大,它的體積減小,溫度升高,空氣中的凝結物就蒸發消散。所以,高氣壓中心地區不利于云雨的形成,常常是晴天。
如果某地區的氣壓低,周圍地區的空氣就在水平方向上向該地區流入,結果使該地區的空氣上升,上升的空氣因所受的壓強減小而膨脹,溫度降低,空氣中的水汽凝結,所以,低氣壓中心地區常常是陰雨天。
由于氣壓跟天氣有密切的關系,所以氣象觀測站點每天都按統一規定的時刻觀測當地的大氣壓,作為天氣預報的依據之一。
氣象學上還有一個科學術語叫“炸彈旋風”(也稱炸彈低氣壓),是指氣壓在自然影響下,每小時下跌超過1‰的標準大氣壓,最終導致大氣壓下降10%或以上的天氣現象。
如果某一地區的氣壓迅速下降,就可能形成炸彈旋風,從而導致超強風形成。2012年4月,在日本,一場由炸彈旋風引發的狂風,短短不到一天里,就導致4人死亡,356人受傷,東京等地交通幾乎徹底癱瘓。在去年年初,美國遭遇的暴風雪天氣,也與炸彈旋風有關。