چرا تلاطم هوایی در پروازها بیشتر و شدیدتر شده است؟

اندرو دیویس در راه سفر به نیوزیلند برای کار روی نمایشگاهی درباره سریال «دکتر هو» بود که مدیریت پروژه‌اش را بر عهده داشت. نخستین بخش از پرواز او از لندن به سنگاپور نسبتاً آرام بود. اما ناگهان هواپیما با تلاطمی شدید روبه‌رو شد.

او به یاد می‌آورد: «تنها چیزی که می‌توانم بگویم این است که انگار سوار ترن هوایی بودم. بعد از آنکه با فشار شدید به صندلیم چسبیده بودم، ناگهان سقوط کردیم. آی‌پدم به سرم خورد، قهوه همه جا پاشید. کابین پر از آت و آشغال شده بود.»

او ادامه می‌دهد: «مردم گریه می‌کردند و فقط ناباوری بود که چه اتفاقی افتاده است.»

آقای دیویس می‌گوید که «یکی از خوش‌شانس‌ها» بوده است.

سایر مسافران دچار بریدگی و شکستگی استخوان شدند. جف کیچن که ۷۳ سال داشت، دچار حمله قلبی شد و درگذشت.

مرگ ناشی از تلاطم هواپیمایی بسیار نادر است. آمار رسمی در این زمینه وجود ندارد اما برآورد می‌شود از سال ۱۹۸۱ تاکنون حدود چهار مرگ رخ داده باشد. با این حال، داستان جراحات متفاوت است.

بر اساس آمار رسمی هیئت ملی ایمنی حمل‌ونقل آمریکا، تنها در این کشور از سال ۲۰۰۹ تاکنون ۲۰۷ مورد جراحت شدید گزارش شده که به موجب آن فرد باید بیش از ۴۸ ساعت در بیمارستان بستری می‌شد. (از این تعداد، ۱۶۶ مورد مربوط به خدمه پرواز بود که ممکن است در حین ورود هواپیما به تلاطم هوایی، در حال راه رفتن در هواپیما بودند و روی صندلی ننشسته بودند.)

اما با تغییرات اقلیمی که شرایط جوی را تغییر می‌دهند، کارشناسان هشدار می‌دهند که سفرهای هوایی ممکن است پر تلاطم‌تر شوند. با توجه به تغییرات دمایی و الگوهای جابجایی باد در لایه‌های بالایی جو انتظار می‌رود که فراوانی و شدت تلاطم شدید افزایش پیدا کنند.

پروفسور پل ویلیامز، دانشمند علوم جوی در دانشگاه ردینگ، می‌گوید: «ما می‌توانیم انتظار دو یا حتی سه برابر شدن میزان تلاطم شدید در سراسر جهان را در دهه‌های آینده داشته باشیم.»

او اضافه می‌کند: «برای هر ۱۰ دقیقه تلاطم شدید که در حال حاضر تجربه می‌کنیم، این رقم می‌تواند به ۲۰ یا ۳۰ دقیقه افزایش یابد.»

پس اگر تلاطم شدیدتر شود، آیا می‌تواند خطرناک‌تر هم بشود یا راهکارهای هوشمندانه‌ای وجود دارد که شرکت‌های هواپیمایی بتوانند هواپیماهایشان را در برابر تلاطم مقاوم‌تر کنند؟

مسیر پر تلاطم اقیانوس اطلس شمالی

تلاطم شدید این طور تعریف می‌شود که حرکات بالا و پایین هواپیما در هوای متلاطم بیش از یک و نیم برابر شتاب جاذبه باشد، به اندازه‌ای که اگر کمربند ایمنی‌تان بسته نباشد، از صندلی‌تان بلند شوید.

برآوردها نشان می‌دهند از میان بیش از ۳۵ میلیون پروازی که اکنون در سراسر جهان انجام می‌شود، حدود پنج هزار حادثه تلاطم شدید یا شدیدتر در سال رخ می‌دهد.

بر اساس گزارش سالانه ایمنی سازمان بین‌المللی هوانوردی غیرنظامی، در سال ۲۰۲۳ تقریباً ۴۰ درصد از جراحات شدید واردشده به مسافران در اثر تلاطم بوده است.

مسیر میان بریتانیا و آمریکا، کانادا و دریای کارائیب از جمله مناطقی است که تحت تأثیر قرار گرفته‌اند. طی ۴۰ سال گذشته، از زمانی که ماهواره‌ها شروع به رصد جو کردند، میزان تلاطم شدید در شمال اقیانوس اطلس ۵۵ درصد افزایش یافته است.

اما طبق یک مطالعه اخیر، پیش‌بینی می‌شود فراوانی تلاطم در مناطق دیگری نیز افزایش یابد؛ از جمله بخش‌هایی از آسیای شرقی، شمال آفریقا، شمال اقیانوس آرام، آمریکای شمالی و خاورمیانه.

تأثیرات زنجیره‌ای تغییرات اقلیمی

سه علت اصلی برای تلاطم وجود دارد: همرفتی (ابرها یا طوفان‌های تندری)، توپوگرافی (جریان هوا اطراف مناطق کوهستانی) و هوای صاف (تغییرات در جهت یا سرعت باد).

هر یک از این انواع می‌تواند باعث تلاطم شدید شود. تلاطم همرفتی و توپوگرافی اغلب قابل اجتناب‌ترند. اما تلاطم هوای صاف، همان‌طور که از نامش پیداست، قابل رؤیت نیست و گاهی به نظر می‌رسد از ناکجا می‌آید.

تغییرات اقلیمی عامل اصلی افزایش هر دو نوع تلاطم همرفتی و هوای صاف است.

اگرچه رابطه میان تغییرات اقلیمی و طوفان‌های تندری پیچیده است، اما جو گرم‌تر می‌تواند رطوبت بیشتری را در خود نگه دارد و این گرما و رطوبت اضافی باعث طوفان‌های شدیدتر می‌شود.

پیوند این موضوع با تلاطم به تلاطم همرفتی که ناشی از فرآیند فیزیکی بالا و پایین رفتن هوا در جو، به‌ویژه در داخل ابرهاست، منجر می‌شود. و در هیچ‌جا حرکات عمودی شدیدتر از ابرهای کومولونیمبوس یا ابرهای طوفانی نخواهید یافت.

این علت تلاطم شدید در سفر اندرو دیویس در سال ۲۰۲۴ بود.

گزارشی از دفتر تحقیقات ایمنی حمل‌ونقل سنگاپور نشان داد که هواپیما «احتمالاً در حال پرواز بر فراز منطقه‌ای با فعالیت همرفتی در حال توسعه» در جنوب میانمار بوده که منجر به «۱۹ ثانیه تلاطم شدید شد که شامل سقوط ۱۷۸ فوتی در کمتر از پنج ثانیه بود».

مطالعه‌ای از آمریکا که در سال ۲۰۱۴ در ژورنال «ساینس» منتشر شد، نشان داد که به ازای هر یک درجه سانتی‌گراد افزایش دمای جهانی، میزان صاعقه ۱۲ درصد افزایش می‌یابد.

کاپیتان ناتان دیویس، خلبان هواپیمای مسافربری، می‌گوید: «در چند سال گذشته متوجه شده‌ام که طوفان‌های ابرسلولی، با قطر بیش از ۸۰ مایل، بیشتر شده‌اند؛ چیزی که انتظار می‌رود نادر باشد.»

اما او می‌افزاید: «ابرهای بزرگ کومولونیمبوس به‌راحتی با چشم قابل مشاهده هستند مگر اینکه درون ابرهای دیگر پنهان شده باشند، بنابراین می‌توانیم از اطراف‌شان عبور کنیم.»

تلاطم هوای صاف نیز ممکن است به زودی افزایش یابد. این نوع تلاطم ناشی از هوای متلاطم در اطراف جریان جتی است (بادی با سرعت بالا در حدود شش مایلی از سطح زمین، همان ارتفاعی که هواپیماها در آن پرواز می‌کنند).

سرعت باد در جریان جتی (رودباد) که از غرب به شرق بر فراز اقیانوس اطلس حرکت می‌کند، می‌تواند از ۱۶۰ تا ۲۵۰ مایل بر ساعت متغیر باشد.

در شمال جریان جتی هوای سردتر و در جنوب هوای گرم‌تر است. این اختلاف دما و تغییرات در باد برای شرکت‌های هواپیمایی مفید است تا از آن به عنوان باد پشتی برای صرفه‌جویی در زمان و سوخت استفاده کنند. اما همین موضوع هوای متلاطم ایجاد می‌کند.

پروفسور ویلیامز توضیح می‌دهد: «تغییرات اقلیمی باعث گرم‌تر شدن هوای جنوب جریان جتی نسبت به شمال آن شده است، بنابراین این اختلاف دما بیشتر شده است. و این به نوبه خود باعث قوی‌تر شدن جریان جتی می‌شود.»

«باید همه ما را نگران کند»

افزایش تلاطم شدید - به اندازه‌ای که شما را از صندلی بلند کند ـ می‌تواند باعث بروز حوادث بیشتری شود، یا در شدیدترین موارد منجر به مرگ شود. و برخی از مسافران، نگران این موضوع هستند.

برای آقای دیویس، احتمال تلاطم‌های بیشتر نگران‌کننده است. او توضیح می‌دهد: «خیلی زیاد. نه فقط برای خودم، برای فرزندانم هم.»

او می‌گوید: «خوشحالم که اتفاقی به شدت تجربه من تکرار نشده، اما فکر می‌کنم این موضوع باید همه ما را نگران کند.»

بر اساس نتایج نظرسنجی اخیر وب سایت «یوگاو»، بیش از یک ‌پنجم بزرگسالان بریتانیایی می‌گویند از پرواز می‌ترسند، و تلاطم‌های بدتر می‌تواند سفرها را برای این افراد کابوس‌بارتر کند.

وندی بارکر، مسافری مضطرب از نرفک، به من گفت: «تلاطم بیشتر برای من یعنی احتمال بیشتر برای اینکه چیزی اشتباه پیش برود و شانس کمتر برای زنده ماندن.»

اما بال‌های هواپیما برای پرواز در هوای متلاطم طراحی شده‌اند. کریس کین، خلبان سابق و مدرس زمینی پرواز، می‌گوید: «باور نمی‌کنید که بال یک هواپیما چقدر انعطاف‌پذیر است. در هواپیمای مسافربری ۷۴۷، در آزمایش‌های تخریبی، بال‌ها تا ۲۵ درجه به سمت بالا خم می‌شوند قبل از آنکه بشکنند، که بسیار افراطی است و هرگز در تلاطم واقعی رخ نمی‌دهد.»

اما برای شرکت‌های هواپیمایی، نگرانی پنهانی وجود دارد: هزینه اقتصادی تلاطم بیشتر.

هزینه پنهان تلاطم

شرکت فناوری «ای وی تک» که تغییرات اقلیمی و دمایی را پایش می‌کند و با اداره هواشناسی بریتانیا برای هشدار به خلبانان همکاری دارد، برآورد می‌کند که هزینه‌های ناشی از تلاطم برای هر شرکت‌های هواپیمایی بین ۱۸۰ هزار تا یک و نیم میلیون پوند در سال است.

این هزینه‌ها شامل بررسی و نگهداری هواپیما پس از تلاطم شدید، پرداخت غرامت در صورت انحراف یا تأخیر پرواز، و هزینه‌های ناشی از حضور در مکان اشتباه می‌شود.

یوروکنترل، سازمان غیرنظامی/‌نظامی که به هوانوردی اروپا برای درک خطرات تغییرات اقلیمی کمک می‌کند، می‌گوید دور زدن طوفان‌های مولدِ تلاطم می‌تواند تأثیرات گسترده‌تری داشته باشد. برای مثال، اگر هواپیماهای زیادی مجبور به تغییر مسیر شوند، برخی فضاهای هوایی شلوغ می‌شوند.

سخنگوی یوروکنترل می‌گوید: «[این موضوع] حجم کار خلبانان و کنترلرهای ترافیک هوایی را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.»

دور زدن طوفان‌ها همچنین به معنای سوخت بیشتر و زمان بیشتر است.

برای مثال در سال ۲۰۱۹، یوروکنترل اعلام کرد که هوای بد «شرکت‌های هواپیمایی را مجبور کرد یک میلیون کیلومتر اضافه پرواز کنند که منجر به تولید ۱۹ هزار تن دی‌اکسید کربن اضافی شد.»

با پیش‌بینی افزایش وضعیت‌های آب‌و‌هوایی شدید، انتظار می‌رود تا سال ۲۰۵۰ پروازها بیشتر مجبور شوند از شرایط بد جوی مانند طوفان و تلاطم دوری کنند.

«که هزینه‌های بیشتری را به شرکت‌های هواپیمایی و مسافران تحمیل کرده و ردپای کربنی آن‌ها را افزایش می‌دهد.»

چگونه شرکت‌ها هواپیماها را در برابر تلاطم مقاوم می‌کنند

پیش‌بینی تلاطم در سال‌های اخیر بهبود یافته و هرچند کامل نیست، پروفسور ویلیامز می‌گوید ما اکنون می‌توانیم حدود ۷۵ درصد از تلاطم هوای صاف را به‌درستی پیش‌بینی کنیم.

او می‌گوید: «۲۰ سال پیش این رقم حدود ۶۰ درصد بود و به لطف تحقیقات بهتر، این عدد پیوسته در حال افزایش است.»

هواپیماها رادار هواشناسی دارند که طوفان‌های پیش‌رو را شناسایی می‌کند.

کاپیتان دیویس توضیح می‌دهد: «پیش از پرواز، بیشتر خطوط هوایی یک نقشه پرواز تهیه می‌کنند که مناطق احتمالی تلاطم در طول مسیر را، بر اساس مدل‌سازی رایانه‌ای، مشخص می‌کند.»

او ادامه می‌دهد: «این نقشه صد درصد دقیق نیست، اما همراه با گزارش سایر هواپیماها و کنترل ترافیک هوایی، اطلاعات خوبی در اختیار خلبان می‌گذارد.»

شرکت ساوت‌وست ایرلاینز در آمریکا به‌تازگی تصمیم گرفته است که خدمات داخل کابین را زودتر متوقف کند؛ در ارتفاع ۱۸ هزار پایی به‌جای ۱۰ هزار پایی پیشین. با نشاندن خدمه و مسافران و بستن کمربندها پیش از فرود در این ارتفاع، این شرکت معتقد است که می‌تواند جراحات ناشی از تلاطم را تا ۲۰ درصد کاهش دهد.

همچنین، شرکت هواپیمایی کره در سال گذشته تصمیم گرفت سرو غذاهای نودل را برای مسافران اکونومی خود متوقف کند، زیرا از سال ۲۰۱۹ تاکنون میزان تلاطم در پروازهایش دو برابر شده بود و خطر سوختگی مسافران را افزایش داده بود.

از جغدها تا هوش مصنوعی: راهکارهای افراطی

برخی مطالعات راهکارهای افراطی‌تری برای مقابله با تلاطم بررسی کرده‌اند، از جمله راه‌های جایگزین طراحی بال.

دامپزشکان و مهندسان چگونگی پرواز جغد انباری را در بادهای تند بررسی کردند و دریافتند که بال‌ها مانند سیستم تعلیق عمل کرده و سر و تنه را هنگام عبور از هوای متلاطم پایدار نگه می‌دارند.

مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۰ در نشریه «رویال سوسایتی» منتشر شد، نتیجه‌گیری کرد: «طراحی بال مفصلی با تنظیم مناسب می‌تواند برای هواپیماهای کوچک مفید باشد… و به رد کردن تندبادها و تلاطم کمک کند.»

در اتریش شرکت نوپایی به نام «تربیولنس سولوشن» ادعا می‌کند که یک فناوریِ مقابله با تلاطم برای هواپیماهای سبک توسعه داده است که در آن حسگری هوای متلاطم را شناسایی کرده و سیگنالی به بالچه بال می‌فرستد تا تلاطم را خنثی کند.

به گفته مدیرعامل این شرکت، این فناوری می‌تواند تلاطم متوسط را در هواپیماهای سبک تا ۸۰ درصد کاهش دهد.

برخی نیز استدلال می‌کنند که هوش مصنوعی می‌تواند راه‌حل باشد. فناوری «یادگیری و کنترل تطبیقی فوریه» یا فلکون که در مؤسسه فناوری کالیفرنیا در دست پژوهش است، به‌صورت لحظه‌ای نحوه جریان هوای متلاطم روی بال را می‌آموزد و تلاطم را پیش‌بینی کرده و به بالچه‌ها فرمان می‌دهد تا خود را تنظیم کنند.

اما فینلی اشر، مهندس هوافضا و عضو گروه« سیف لندنینگ» انجمنی از کارکنان هوانوردی که به دنبال آینده‌ای پایدارتر در هوانوردی هستند توضیح می‌دهد که این نوع فناوری‌ها تا مدت‌ها در هواپیماهای تجاری بزرگ ظاهر نخواهند شد.

او می‌گوید: «[آن‌ها] به احتمال زیاد تا چند دهه آینده در هواپیماهای تجاری بزرگ دیده نخواهند شد.»

اما حتی اگر تلاطم بیشتر و شدیدتر شود، کارشناسان معتقدند که جای نگرانی نیست. کاپیتان دیویس می‌گوید: «به‌طور کلی، چیزی جز آزاردهنده بودن نیست.»

اما ممکن است به این معنا باشد که بیشتر زمان پرواز را نشسته و با کمربند بسته سپری کنیم.

اندرو دیویس این موضوع را به‌سختی آموخته است: «حالا بیشتر عصبی می‌شوم و مثل گذشته از پرواز لذت نمی‌برم. اما نمی‌گذارم این موضوع بر من غلبه کند. همین که می‌نشینم، کمربند را می‌بندم و اگر هم بخواهم بلند شوم، لحظه مناسبی را انتخاب می‌کنم و سریع برمی‌گردم سر جایم و کمربند را دوباره می‌بندم.»