9月1日上午9時,一架紅白塗裝的定翼機從香港國際機場升空,隨後全速飛向超強颱風“蘇拉”的風眼。這架名為“挑戰者605”的定翼飛機隸屬於香港特區政府飛行服務隊(下簡稱“香港飛行服務隊”),此行的任務是收集“蘇拉”的氣象數據,為香港天文台預測風暴強度、未來路徑以及防颱風工作提供重要支持。
這樣一架小型飛機飛向風眼會不會“折翼”?機上是否有飛行員?如何收集隱秘的氣象數據?1日下午,記者採訪多方專家,揭秘國內這個獨一無二的“追風者”。
香港飛行服務隊是香港特區政府轄下的一支紀律部隊,其主要職責是執行搜索和救援行動。此外,為準確監測颱風數據,香港飛行服務隊還與香港天文台合作,派出機組駕駛帶著裝有氣象數據量度系統的定翼飛機,飛到風暴中心收集數據,用以天文監測和預警。
這已經不是飛行服務隊第一次“追風”。
據香港飛行服務隊介紹,2011年6月22日,熱帶風暴“海馬”集結在香港以南海域。為配合天文台新推出的數據收集措施,香港飛行服務隊派出裝有先進氣象觀測儀器的捷流41型定翼機,飛近海馬的中心,在不同高度收集包括風力和風向、氣溫、濕度及氣壓等的第一手氣象數據資料。這些數據有助於斷定風暴的強度,為公共氣象服務的決策者提供十分有用的資料。這是香港首次有定翼機飛近熱帶氣旋中心,收集特別的氣象數據。
2013年,香港飛行服務隊引進更為先進的“挑戰者605”定翼飛機,隨後為其裝載金屬探測器,可以收集實時溫度、濕度等信息。2016年起,香港飛行服務隊與香港天文台開始利用下投式探空儀合作監察熱帶氣旋,並於同年9月首次執行任務,成功在颱風“鮎魚”附近投放儀器。
“我們會用定翼機在熱帶氣旋的頂部投放下投式探空儀,幫助天文台測定風暴的位置和強度。”香港飛行服務隊一位隊員告訴記者,此後,當熱帶氣旋進入南海並可能影響香港時,香港天文台會按需要派遣定翼機“挑戰者605”號前往收集氣象數據。一次任務通常會在香港飛行情報區內投下大約10至15個探空儀,每次飛行約3小時。
“下投式探空儀是一種裝有儀器和傳感器的氣象設備,並附有一個小降落傘。探空儀會從高空投放,慢慢降落到地面。在下降過程中,探空儀會收集位置和氣象數據,通過無線電傳輸將數據發回飛機。”香港飛行服務隊介紹,下投式探空儀任務可提供關鍵數據,幫助天文台進行熱帶氣旋監測和預報,有助於政府、市民在風暴期間採取必要的預防措施,確保安全。從熱帶氣旋內部收集數據很危險,下投式探空儀提供了一種安全有效的方法收集重要的天氣數據。
為何要進入風眼探測?知名科普作家瘦駝告訴記者,颱風通常在海洋中心形成,邊“跑”邊增強,直至遇到陸地的阻擋後才會慢慢減弱消失,黃金監測地點在海上,無奈建在海上的氣象觀察站卻很少。雖然科技發展帶來了氣象雷達和氣象衛星等遙感技術,可以全程監控颱風從生成到消失的整個過程,但人們卻很難蒐集氣旋內風場結構的實況資料。把氣象儀器裝上飛機勇闖風眼,成為氣象學家研究颱風的直接方式。
“知道的越多,不知道的也就越多。颱風對我們來說還是相當棘手。”瘦駝表示,颱風的複雜程度超乎想象,各國現有的數據依然無法支撐建立精確模型對颱風進行分析或預測。因此,進入風眼採集數據有極其重要的意義。“風眼不是一個點,而是一個立體結構,就像一口井一樣。風眼四周稱為風眼牆,高度非常高,一般在1萬米以上,有的甚至到1.5萬米高。在這麼大的落差內,氣壓、濕度、含水量、風速到底如何?這些數據都需要獲得,但這些數據也非常難以獲得。這就是為什麼香港飛行服務隊會花那麼大的力氣‘飛’進風眼。”
據了解,在20世紀40年代,美國率先開始用軍用改裝飛機探測颶風。1943年7月27日,一場颶風即將登陸美國得克薩斯州休斯敦市。當時,一群英國空軍飛行員正在該市附近的布萊恩空軍基地受訓。他們看到美軍準備疏散基地內的AT-6教練機後,便調侃道:“美國人的飛機是不是不結實?刮點風就要撤?”聽到英國人的質疑聲,基地首席教官、上校約瑟夫·達克沃斯與副駕拉爾夫·奧海爾立即駕駛飛機,直接衝進了颶風。等他們安全返航時,基地的氣象官員、中尉威廉·瓊斯布迪克接管了副駕,和達克沃斯再一次飛進颶風。
雖然這是一次衝動的飛行,卻無意間證明用飛機偵察颶風是可行的。一年後,美國空軍指定第53氣象偵查中隊執行此類任務。最初,他們將戰略轟炸機的火控系統移除,安裝氣象探測設備,改裝成氣象偵察機。1964年,他們將轟炸機更換成座駕更堅固的WC-130型氣象偵察機,並正式使用“颶風獵人”代號。此後,第53氣象偵查中隊與美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)合作,將飛機偵察方向轉為颶風預警。
飛機如何穿越颱風?飛機會不會被吹跑?瘦駝告訴記者,超強颱風“蘇拉”中心最大風力為16級,相當於每小時200公里,其破壞力非常驚人,但是飛機並非不可承受。以飛行服務隊的“挑戰者605”定翼機為例,其最大航程為4000海裡(7408公里),最大巡航速度為 470 節(870公里/小時)。當該型號飛機進入颱風時,無論逆風或者順風,機翼上的空氣流速變化都是在20%上下,可能會導致強烈的顛簸,但訓練有素的機組和成員可以保證安全。
瘦駝說,“挑戰者605”的飛行高度在1.2萬米左右,但是大部分颱風的風眼遠遠要超過這一高度,因此飛機需要橫向穿越颱風才能抵達風眼。只有在穿越颱風的過程當中,才有可能採集到一些重要的數據。“我們說‘鑽’風眼,不只是為了‘鑽’風眼,對於整個颱風包括外圍雲系靠近中心的地方是什麼情況,氣象學家還是很關心的。不過,穿越風眼依然危機四伏,能見度極低、強烈的風切變、雷暴、結冰,這些極端情況都會極大考驗機組的處置水平。”
瘦駝指出,為降低風險,不少國家和地區開始採用無人機、探空火箭等手段進入風眼,比如中航工業的翼龍-10噴氣無人偵查機,因為優異的高空高速性能,也參與了颱風的追蹤和數據採集。但相比有人駕駛飛機來說,無人機相對較小,載荷能力有限,沒有辦法帶那麼多的探測儀器。另外,有人駕駛的飛機可以更好地隨機應變。他說,颱風是一種變化多端的天氣現象,有人在現場操作會更靈活,更容易獲得優秀的數據。雖然無人機在迅速取代有人氣象飛機,但還是不能夠完全取代。“類似香港特區政府飛行服務隊的風眼探測,在我們國內來說是獨一份,這些研究非常有意義。我覺得相關飛行和研究經驗都可以和內地氣象同行分享。”瘦駝說。
來源:GDToday