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為什么航班東行比西行更快呢?

時間:2023年04月01日   來源:

你有沒有想過,為什么西行的航班要比東行航班飛同樣路線花費更多的時間?比如,從南京飛往烏魯木齊的航班,計劃飛行時間大約需要5個小時,而返航的東行航班則要少一個小時。這種現象背后是有原因的,它們都與地球的自轉有關。然而,這一切并不像聽起來那么簡單,它還與地球旋轉導致的高空風運動有關。
  地球從西向東旋轉,而且速度相當快,在赤道上,其旋轉速度約為1000英里/小時(約合1609公里/小時)。簡單設想一下,我們從東向西飛行,而由于地球是由西向東旋轉,起飛機場和著陸機場中間的距離無形中被縮短了,我們所需要的時間也應該縮短才對。然而,現實情況實際上是相反的,向東飛行比向西飛行要快,重要的是飛機相對于地球的速度。其實想要證明這一點很簡單,我們原地起跳,因為地球在旋轉,所以我們落地的位置應該和起跳的位置不一致嗎?事實證明我們落下來還是在原地。
  雖然地球的旋轉導致了更長的飛行時間,但并不是因為它在向飛行中的飛機移動或遠離,而是由于它對風的模式的影響,也就是所謂的高空風。一個旋轉的物體有一個垂直于旋轉軸的力,這就是科里奧利力。這個力把北半球的風推向東邊,南半球的風推向西邊。它的強度與旋轉速度有關??拷嗟赖狞c比靠近兩極的點旋轉得更快,因為它們的角速度一樣,而靠近赤道的點比靠近兩極的點的直徑更長,所以越靠近赤道速度就越快。
  除此之外,風還受到了太陽加熱的影響,會從高壓區流向低壓區。這些影響結合在一起,形成了自西向東移動的氣流,但有一個起伏的模式。氣流的強度、高度和路線會隨著時間的推移而變化,通常在靠近兩極的地方最強。美國康奈爾大學的科學家用以下描述總結了其基本規律?!爱斎魏喂腆w物體旋轉時,靠近其軸的部分比遠離的部分移動得慢。當你從赤道向北(或向南)移動時,你正在靠近地軸,因此從赤道開始向北(或向南)移動的空氣將比它所覆蓋的地面移動得更快。這導致在中緯度地區的風總是從西向東移動?!边@些氣流對飛機有重大影響。一架向東飛行的飛機可以有效地獲得順風,加速其飛行。相反,一個西行的航班卻是逆風飛行。
  不僅僅是影響平均飛行時間,這些氣流對飛行路線和空中調度也有重大影響。航空公司每天都會查看高空氣流模式,并相應地改變其航班的飛行路線。有時為了能搭上強勁的順風,航空公司會盡可能地將飛行路線安排得更為合理,讓飛機有更多時間能搭上順風,這樣能節省更多飛行時間。同樣的,航企可以重新安排西行航班的路線,以避免高空氣流帶來的一些影響。一架從西向東飛行的飛機被西風帶的氣流帶著走,從而節省了飛行時間和燃料。大多數飛行員都接受過訓練,當風向對他們有利時,會降低速度以節省燃料。當然,航空公司在制定飛行計劃時也會把空中交通限制考慮在內。
  世界上最長的飛行路線之一是從美國紐約到中國香港。然而,飛這條航線時,飛行員并不是直接向西飛越北美和太平洋,而是向正北方向移動,在北極上空轉彎上升,然后在俄羅斯和中國上空轉彎下降,最后抵達中國香港。這是最快的路線,它將旅行時間縮短了約2小時。1998年,各國航空公司開始使用跨極地航線,現在這種做法已經很普遍了。


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