Болтанка над океаном: почему турбулентность в авиаперелётах случается всё чаще и становится всё сильнее
Эндрю Дэвис летел в Новую Зеландию по работе – он возглавлял выставочный проект. Первая часть перелёта из Лондона в Сингапур прошла довольно гладко. Затем самолёт внезапно попал в сильную турбулентность.
"Я могу описать это только как катание на американских горках, – вспоминает он. – После того как меня сильно прижало к сиденью, мы внезапно провалились. Мой iPad ударил меня по голове, на меня выплеснулся кофе. В салоне царил хаос, повсюду были люди и всякие обломки. Люди кричали и просто не могли поверить в то, что произошло".
По словам Дэвиса, ему повезло. Другие пассажиры получили глубокие порезы и переломы. 73-летний Джефф Китчен скончался от сердечного приступа.
Смерть в результате турбулентности – крайне редкое явление. Официальных данных нет, но, по некоторым оценкам, с 1981 года от неё погибло примерно четыре человека. А вот травмы, в том числе тяжёлые, – совсем другая история.
По официальным данным Национального совета по безопасности на транспорте, только в США с 2009 года было зарегистрировано 207 случаев тяжёлых травм, то есть когда человек попадал в больницу на срок более 48 часов. (Из тех, кто пострадал, 166 были членами экипажа и, возможно, не сидели на своих местах и не были пристёгнуты.)
Эксперты предупреждают, что в связи с изменением климата и атмосферных условий авиаперелёты могут стать более "тряскими": ожидается, что изменения температуры и потоков ветра в верхних слоях атмосферы приведут к увеличению частоты и интенсивности сильной турбулентности.
"В ближайшие несколько десятилетий можно ожидать удвоения или утроения количества случаев сильной турбулентности во всём мире, – говорит профессор Пол Уильямс из Университета Рединга, изучающий атмосферные явления. – Каждые 10 минут сильной турбулентности, которые мы испытываем сейчас, могут увеличиться до 20 или 30 минут".
Если турбулентность действительно станет более интенсивной, может ли она представлять и большую опасность – или есть хитрые способы, с помощью которых авиакомпании могут лучше защитить свои самолёты от турбулентности и её последствий?
Болтанка над Северной Атлантикой
Сильная турбулентность – это ситуация в полёте, когда движения проходящего через турбулентный воздух самолёта в вертикальной плоскости создают для пассажира перегрузку, превышающую 1,5 g, чего достаточно для того, чтобы оторваться от сиденья, если вы не пристёгнуты ремнём безопасности.
По оценкам, ежегодно из более чем 35 млн рейсов по всему миру около 5000 попадают в сильную или очень сильную турбулентность.
Согласно ежегодному отчёту Международной организации гражданской авиации о безопасности полётов, почти 40% тяжёлых травм, полученных пассажирами в 2023 году, были вызваны турбулентностью.
Маршрут между Великобританией и США (а также межу Канадой и Карибским бассейном) известен своей турбулентностью. За последние 40 лет, с момента начала наблюдения за атмосферой с помощью спутников, количество случаев сильной турбулентности над Северной Атлантикой увеличилось на 55%.
Однако, согласно недавнему исследованию, частота турбулентности, по прогнозам, будет расти и в других районах, в том числе в некоторых частях Восточной Азии, Северной Африки, северной части Тихого океана, Северной Америки и Ближнего Востока.
Последствия изменения климата
Существует три основных вида турбулентности: конвективная (причина которой – облака или грозы), орографическая (причина – воздушные потоки вокруг горных районов) и так называемая турбулентность ясного неба (изменения направления или скорости ветра). Каждая из них может быть сильной.
Конвективной и орографической турбулентности часто можно избежать, а вот турбулентность ясного неба, как следует из названия, невидима. Иногда она возникает, казалось бы, из ниоткуда.
Изменение климата – один из основных факторов, вызывающих как конвективную турбулентность, так и турбулентность ясного неба.
Хотя связь между изменением климата и грозами сложна, более тёплая атмосфера может содержать больше влаги, а совокупный избыток тепла и влаги увеличивает интенсивность гроз.
Конвективная турбулентность возникает, когда большие объёмы воздуха перемещаются вверх и вниз – в частности, в облаках. А восходящие и нисходящие потоки воздуха в кучево-дождевых или грозовых облаках – одни из самых сильных.
Они и стали причиной сильной турбулентности во время полёта Эндрю Дэвиса в 2024 году.
Отчёт Бюро по расследованию транспортных происшествий Сингапура показал, что самолёт, "вероятно, пролетал над районом развивающейся конвективной активности" над южной частью Мьянмы, что вызвало "19 секунд очень сильной турбулентности, включая падение на 178 футов (54 метра) менее чем за пять секунд".
Исследование, проведённое в США и опубликованное в журнале Science в 2014 году, показало, что повышение глобальной температуры на 1°C увеличивает количество ударов молний в мире на 12%.
Командир воздушного судна Натан Дэвис, пилот коммерческой авиакомпании, говорит: "В последние несколько лет я замечаю больше крупных грозовых фронтов диаметром более 80 миль (примерно 130 км), что, как правило, встречается довольно редко".
Но он добавляет: "Крупные кучево-дождевые облака легко заметить визуально, если они не прячутся в других типах облачности, поэтому их можно обойти".
В ближайшее время может также усилиться и турбулентность ясного неба. Она вызывается возмущением воздуха в струйных течениях и вокруг них (струйные течения – это быстро движущийся ветер на высоте около 10 км, где как раз и проходит большинство авиакоридоров).
Скорость ветра в струйном течении, движущемся с запада на восток через Атлантический океан, может варьироваться от 250 до 400 км в час.
На севере воздух холоднее, а на юге – теплее. Авиакомпании используют эту разницу в температурах и направлении движения воздуха в качестве попутного ветра, чтобы сэкономить время и топливо. Но эта разница также провоцирует турбулентность.
"Изменение климата приводит к более сильному потеплению воздуха к югу от струйного течения, чем к северу, в результате чего разница температур увеличивается, – объясняет профессор Уильямс. – Это в свою очередь усиливает струйное течение".
"Это должно беспокоить всех нас"
Увеличение числа случаев сильной турбулентности, достаточной, чтобы оторвать вас от сиденья, может потенциально привести к увеличению числа травм или, в самых серьёзных случаях, к летальным исходам. Некоторых пассажиров, в частности Дэвиса, это беспокоит.
"Я беспокоюсь не только за себя, но и за моих детей, – говорит он. – Я рад, что инциденты, столь серьёзные, как мой, встречаются нечасто, но я думаю, что это должно беспокоить всех нас".
Согласно недавнему опросу YouGov, больше пятой части взрослых жителей Великобритании боятся летать, и усиление турбулентности может сделать путешествия для этих людей ещё менее приятными.
Венди Баркер, пассажирка из Норфолка, сказала мне: "Для меня усиление турбулентности означает больше шансов, что что-то пойдёт не так, и меньше шансов выжить".
Однако крылья самолётов спроектированы так, чтобы летать в турбулентном воздухе. Как говорит Крис Кин, бывший пилот, а ныне инструктор наземной лётной школы, "вы не поверите, насколько крылья гибкие. В пассажирском "Боинге-747" при испытаниях на разрушение крылья изгибаются вверх примерно на 25 градусов, прежде чем сломаться. Это действительно экстремальный случай, и такого никогда не случится даже в самой сильной турбулентности".
Однако у авиакомпаний есть свой повод для беспокойства – экономические издержки, связанные с увеличением турбулентности.
Скрытые издержки турбулентности
AVTECH – технологическая компания, которая отслеживает изменения климата и температуры и сотрудничает с Метеорологической службой Великобритании, помогая предупреждать пилотов о турбулентности. Её эксперты предполагают, что эти издержки могут составлять от 180 тысяч до 1,5 млн фунтов в год на одну авиакомпанию.
Эта сумма включает в себя расходы на проверку и техническое обслуживание самолётов после сильной турбулентности, расходы на компенсацию в случае изменения маршрута или задержки рейса, а также расходы, связанные с отклонением от маршрута.
Eurocontrol, военно-гражданская организация, помогающая европейской авиации изучать риски изменения климата, заявляет, что изменение маршрута в обход штормов, вызывающих турбулентность, может иметь более широкие последствия – например, если сразу много рейсов одновременно будут вынуждены менять маршруты полёта, воздушное пространство в определённых районах может стать более загруженным.
"Это значительно увеличивает нагрузку на пилотов и диспетчеров воздушного движения", – говорит представитель Eurocontrol.
Обход штормов также означает дополнительный расход топлива и дополнительное время в пути.
Например, в 2019 году, по данным Eurocontrol, плохая погода "вынудила авиакомпании пролететь на миллион километров больше, выбросив в атмосферу 19 000 тонн CO2".
Как ожидается, в связи с прогнозируемым усилением экстремальных погодных явлений к 2050 году рейсы будут ещё чаще вынуждены облетать штормы и сопутствующую им турбулентность.
"Это ещё больше повысит расходы авиакомпаний и пассажиров и увеличит углеродный след полётов", – предупреждает Eurocontrol.
Как авиакомпании защищаются от последствий турбулентности
В последние годы прогнозирование турбулентности улучшилось, и хотя его нельзя считать идеальным, профессор Уильямс полагает, что мы можем правильно предсказать около 75% турбулентности ясного неба.
"20 лет назад этот показатель был ближе к 60%, но благодаря более тщательным исследованиям со временем он растёт", – говорит он.
Самолёты оснащены метеорологическими радарами, которые обнаруживают штормы на маршруте. Как объясняет командир воздушного судна Дэвис, "большинство авиакомпаний составляют план полёта, в котором на основе компьютерного моделирования подробно указываются вероятные зоны турбулентности на протяжении всего маршрута".
Это не даёт стопроцентной точности, но "в сочетании с данными других самолётов и отчётами диспетчерской службы после вылета это даёт очень хорошее представление о ситуации".
Американская авиакомпания Southwest Airlines недавно приняла новые правила подготовки к посадке: обслуживание пассажиров едой и напитками в салоне теперь прекращается, когда самолёт снижается до 18 000 футов (5500 метров) вместо прежних 10 000 футов (3000 метров). Благодаря тому, что экипаж и пассажиры будут сидеть пристёгнутыми ремнями безопасности и готовиться к посадке на этой высоте, количество травм, связанных с турбулентностью, сократится на 20%, считают в компании.
В прошлом году Korean Airlines решила прекратить подавать лапшу пассажирам экономкласса: по оценкам компании, с 2019 года количество случаев турбулентности удвоилось, что повысило для пассажиров риск ожогов.
От сов до искусственного интеллекта: крайние меры
Некоторые исследования пошли ещё дальше в борьбе с турбулентностью и начали рассматривать альтернативные способы конструкции крыльев.
Ветеринары и инженеры изучили, как совам удаётся столь плавно летать при порывистом ветре, и обнаружили, что крылья этих птиц действуют как амортизаторы и стабилизируют голову и туловище при полёте в турбулентности.
Исследование, опубликованное в 2020 году в журнале Royal Society, пришло к выводу, что "соответствующая шарнирная конструкция крыльев также может оказаться полезной для небольших самолётов… помогая противодействовать порывам ветра и турбулентности".
Кроме того, австрийский стартап Turbulence Solutions утверждает, что создал для лёгких самолётов технологию подавления турбулентности, в которой датчик обнаруживает турбулентный воздух и посылает сигнал на закрылки, противодействующие этой турбулентности.
По словам генерального директора компании, это может снизить умеренную турбулентность в лёгких самолётах на 80%.
Для решения проблемы турбулентности предлагается задействовать и искусственный интеллект. В Калифорнийском технологическом институте разрабатывается технология Fourier Adaptive Learning and Control (FALCON), которая в режиме реального времени изучает турбулентные воздушные потоки, обтекающие крыло. Она предсказывает возможную болтанку и отправляет команду на закрылки крыла, которые регулируются для нейтрализации турбулентности.
Однако Финлей Ашер, авиакосмический инженер и член сообщества работников авиаиндустрии Safe Landing, пояснил, что до внедрения таких технологий ещё далеко: "В ближайшие 20 лет они вряд ли появятся на больших коммерческих самолётах".
Но даже если турбулентность станет более частым и сильным явлением, эксперты утверждают, что это не повод для беспокойства. "В целом это просто вызывает раздражение", – говорит пилот Натан Дэвис.
Возможно, однако, что пассажирам придётся дольше сидеть с пристёгнутыми ремнём безопасности.
Пассажир Эндрю Дэвис узнал это на собственном опыте. "Я действительно стал гораздо более нервным и не жду полётов с таким нетерпением, как раньше, – признаётся он. – Но я не позволю этому мне помешать. Как только я сажусь, я пристёгиваюсь, и если мне нужно встать, я выбираю подходящий момент, а затем быстро возвращаюсь на своё место и снова пристёгиваюсь".