9月23日上午,当珠三角地区各个机场纷纷启动抗台风预案的时候,一架小飞机,从香港国际机场起飞,一头扎进超强台风“桦加沙”。
这架注册号为 B-LVB 的庞巴迪挑战者 605,隶属于香港特别行政区政府飞行服务队(以下简称“香港飞行服务队”)。
这次飞行,并不是去玩命,而是为了救命。
图源:flightaware
根据实时飞行器飞行状况数据,这架飞机当天执飞两次,第二次飞行于下午 14:31 成功返程降落,其间多次冲进“桦加沙”的核心区域进行台风气象探测。
台风、飓风,这些热带气旋是地球上能量最大的天气现象之一,也是现代气象研究中相对的盲点。由于诞生、成长于大洋,而人类绝大部分气象站都建立在陆地上,所以热带气旋的数据相当缺乏。
所以,把气象仪器装上飞机勇闯风眼,就成了气象学家研究台风的最直接方式。
图源:香港天文台x政府飞行服务队科普台风监测
从第一位“飓风猎人”说起
人类第一次飞进飓风是在1943年。二战期间,美国陆军飞行队飞行负责人约瑟夫·达克沃斯上校驾驶一架 AT-6 教练机冲入墨西哥湾的一场飓风。
约瑟夫·达克沃斯上校
安全返航后,达克沃斯再次驾机升空穿越风眼,这次旁边坐的是气象主管琼斯波迪克,一位气象学家。
这一莽撞的壮举,立即得到了气象研究界的热烈响应。不到一年后,1944 年,美军第 53 气象侦查飞行中队成立,绰号“飓风猎人”。
今天,这个中队依然在编。跟他们一起追逐风暴并且出镜率更高的是美国海洋与大气研究局(NOAA)的飓风猎手。
2019年8月,NOAA的机组人员驾驶两架 WP-3D 气象侦察机飞入了飓风“多里安”的内部,他们划过飓风的眼壁,“受到狂风骤雨以及猛烈的上升气流和下降气流的连续冲击”,之后进入到风暴平静的风眼,目睹了见所未见的热带气旋内部强度。
“多里安”风眼。图/NASA
香港飞行服务队的追风之旅
台风“桦加沙”已经不是飞行服务队第一次“追风”。
早在2011年6月,香港飞行服务队就首次派出装有先进气象观测仪器的捷流41型定翼机,飞近热带风暴“海马”的中心。
2023年9月,又派出挑战者605飞机冲向超强台风“苏拉”风眼核心,收集风眼周围的气象数据。
超强台风“苏拉”风眼。图/GDToday
飞机如何穿越台风?
一次典型的任务通常持续数小时。飞机会从台风外围逐步接近,在约3000到5500米的高度穿过眼墙进入风眼。风眼内部反而相对平静,有时甚至能看到阳光或星空。但要进入那里,必须先穿过风暴中最猛烈的区域。
飞行员不会只飞一次。他们会按照“X”或“十字”形路线多次穿越风眼,每次在关键区域投放探空仪。探空仪用降落伞缓慢下落,实时测量温度、湿度、气压和风速风向,并把数据传回飞机。一次任务通常会投放十几个探空仪,绘制出台风的立体“CT图像”。
球载探空系统。图/中国气象新闻网
侦察机的测量内容非常全面:
风速和风向:判断台风强度、危险半圆和未来路径;
中心气压:台风能量最关键的指标;
温度与湿度剖面:揭示台风眼壁的能量交换;
降水与海面风速:预测暴雨分布和风暴潮风险。
这些数据输入计算机预报模式,可以修正台风路径几十甚至上百公里。对沿海城市而言,这就是“提前一天撤离”和“防不胜防”的区别。
飞机会不会被吹跑?
超强台风“桦加沙”中心最大风力为17级,风速超过232千米/小时,其破坏力非常惊人,但是飞机并非不可承受。
以香港飞行服务队的“挑战者605”定翼机为例,其最大航程为4000海里(即7408公里),最大巡航速度为470节(即870公里/小时)。当该型号飞机进入台风时,无论逆风或者顺风,机翼上的空气流速变化都是在20%上下,可能会导致强烈的颠簸,但训练有素的机组和成员可以保证安全。
“挑战者605”定翼飞机。图/GDToday
“挑战者605”的飞行高度在1.2万米左右,但是大部分台风的风眼远远要超过这一高度,因此飞机需要横向穿越台风才能抵达风眼。只有在穿越台风的过程当中,才有可能采集到一些重要的数据。
这个过程听起来很刺激,实际上也绝对充满风险。侦察机经常遭遇强烈颠簸、风切变、雷电、冰雹,甚至机体结冰。香港飞行服务队曾在台风“泰利”任务中,飞机挡风玻璃被冰雹击裂,机舱一度失压,机组紧急戴上氧气面罩才安全返回。
因此,执行台风任务的飞机都经过特别加固,飞行员也接受过专门训练。他们要学会在最坏的天气里保持冷静,既要收集足够的数据,又要确保自己能活着带回结果。
为降低风险,不少国家和地区开始采用无人机、探空火箭等手段进入风眼。
今年第16号台风“塔巴”于9月8日8时50分前后在广东省台山市沿海登陆。当天8时55分,“海燕”I型无人机在海南博鳌国家级无人机气象观测试验基地起飞,投放探空仪8枚,获取1.6万余条数据,完成“塔巴”全生命周期观测。
海燕I型无人机。图/中国气象局
飞进台风很危险,但意义重大
尽管科技发展日新月异,但人类对台风的了解,还是远远不够。
台风的复杂程度超乎想象,各国现有的数据依然无法支撑建立精确模型对台风进行分析或预测。因此,进入风眼采集数据有极其重要的意义。
“风眼不是一个点,而是一个立体结构,就像一口井一样。风眼四周称为风眼墙,高度非常高,一般在1万米以上,有的甚至到1.5万米高。在这么大的落差内,气压、湿度、含水量、风速到底如何?这些数据都需要获得,但这些数据也非常难以获得。这就是为什么香港飞行服务队会花那么大的力气‘飞’进风眼。”
“类似香港飞行服务队的风眼探测,在我们国内来说是独一份,这些研究非常有意义。我觉得相关飞行和研究经验都可以和内地气象同行分享。”知名科普作家瘦驼说。
香港飞行服务队飞行员。图/南方+
向飞行员的勇气致敬
向科学家攻坚克难的勇气致敬
向人类不断探索世界的勇气致敬
参考资料:
《飞向风暴中心!GDToday记者独家揭秘香港“追风者”》-GDToday
《这飞机疯了吗?竟然往超强台风“桦加沙”里钻!》-科普中国《飓风猎人:飞入5级飓风的中心,为什么还能完好无损?》-NASA中文
广州日报媒重点实验室出品
统筹/徐梅花文/张乐怡广州日报新花城编辑:张乐怡
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