Istraživači sa Sveučilišta u Readingu, Ujedinjeno Kraljevstvo, prikupili su uvjerljive dokaze koji potvrđuju ono što su znanstvenici dugo predviđali: putovanje zrakoplovom postalo je „grublje“ zbog promjena u mlaznoj struji gornje atmosfere. Mark Prosser i njegov tim analizirali su klimatske podatke od 1979. do 2020. godine i otkrili značajan porast turbulencija diljem svijeta u posljednja četiri desetljeća.

Atmosferski uvjeti utjecali su na turbulencije čistog zraka, koje se javljaju kada se različita zračna tijela sudaraju različitim brzinama. U sjevernom Atlantiku, ključnoj regiji za glavne putanje leta, jake turbulencije porasle su za 55%, sa 17,7 sati 1979. na 27,4 sata 2020. Umjerene turbulencije također su porasle za 37%, zabilježivši 96,1 sati u usporedbi sa 70 sati tijekom istog razdoblja.

Te se promjene mogu pripisati promjenama u mlazu uzrokovanim toplijim temperaturama zraka kao rezultat viših koncentracija ugljičnog dioksida. Intenziviranje smicanja vjetra (promjene u brzini i smjeru vjetra) dovodi do povećane turbulencije, prema Prosseru.

Zanimljivo je da se turbulencija povećava višom stopom nego što su klimatski modeli predviđali s obzirom na trenutnu razinu globalnog zatopljenja. Utjecaj se ne osjeća samo u sjevernom Atlantiku i kontinentalnom dijelu SAD-a, već i na putanjama letova iznad Europe, Bliskog istoka i južnog Atlantika. Prosser predviđa da će se turbulencije nastaviti pogoršavati kako se vrijeme bude mijenjalo. To predstavlja izazov za zrakoplovne tvrtke jer se suočavaju s povećanim trošenjem zrakoplova i višim troškovima goriva zbog preusmjeravanja letova izvan područja sklona turbulencijama. U konačnici, to se pretvara u značajne financijske gubitke za industriju.

Putnici i posada također mogu iskusiti dulja razdoblja privezanosti tijekom letova kako bi se smanjio rizik od ozljeda. Međutim, Prosser kaže da nema mnogo razloga za pretjeranu zabrinutost, budući da su smrtni slučajevi uzrokovani turbulencijama na komercijalnim zrakoplovima izuzetno rijetki.

Što je turbulencija zraka?

Riječ turbulencija potječe od latinske riječi turbulentĭa i odnosi se na stanje onoga što je turbulentno (poremećeno ili uznemireno). Zrakoplov, može se reći, trpi turbulencije kada se naglo kreće zbog promjena brzine i smjera zračnih struja. Kada se čestice zraka poremete, pojavljuju se poremećaji, obično u obliku vjetrenjača. Zračna turbulencija je kada zrak počinje teći na kaotičan ili nasumičan način. Na velikim nadmorskim visinama, vjetar se općenito kreće glatkim vodoravnim strujanjem koje se naziva “strujanje ploče”. To pruža idealne uvjete za stabilan let.

U idealnom izgaranju, svo gorivo uneseno u komoru bi izgorjelo. U stvarnosti, izgaranje je to učinkovitije što se više približava tom idealu, a turbulencija igra važnu ulogu u toj učinkovitosti. Kada motor radi na niskim okretajima i teže je postići dobro sagorijevanje, turbulencija postaje važnija.

Strujanja kod kojih nema turbulencije, već glatko i stabilno kretanje, bez ikakvih poremećaja, nazivaju se laminarna. Ako tekućina koja se kreće prolazi kroz varijaciju ili poremećaj od određene važnosti, njezin tok postaje turbulentan.

Što uzrokuje turbulencije zraka?

Vrsta turbulencije koja utječe na komercijalne putničke letove ima tri glavna uzroka.

Prvi su grmljavinske oluje. Unutar grmljavinske oluje postoji snažno kretanje zraka gore-dolje, stvarajući mnogo turbulencije koja se može proširiti na okolno područje. Grmljavinske oluje također mogu stvoriti “atmosferske valove”, koji putuju kroz okolni zrak i na kraju se raspadaju, uzrokujući turbulencije. Srećom, piloti obično mogu vidjeti grmljavinske oluje ispred sebe (golim okom ili na radaru) i dat će sve od sebe da ih izbjegnu.

Drugi uobičajeni uzroci turbulencije stvaraju ono što se obično naziva “turbulencija čistog zraka”. Dolazi iz zraka koji izgleda savršeno čist, bez oblaka, što otežava izbjegavanje. Prosser upozorava da će se turbulencije nastaviti pogoršavati kako se vrijeme bude mijenjalo. To bi moglo rezultirati povećanim trošenjem zrakoplova, što dovodi do većih troškova održavanja i povećane potrošnje goriva jer piloti preusmjeravaju letove kako bi izbjegli područja sklona turbulencijama. Posljedično, zrakoplovna industrija može izgubiti značajne količine novca.

Zašto je turbulencija neophodna za dobro izgaranje?

Izgaranje je kemijska reakcija između oksidatora (obično kisika u zraku) i goriva. Aktivacijska energija, kao što je iskra koju proizvodi svjećica, pokreće proces paljenjem smjese. No potrebno je da ta smjesa bude što homogenija kako bi sve gorivo izgorjelo i kako bi se u svakoj eksploziji stvorila najveća snaga. Turbulencija pomaže da se elementi bolje miješaju i stoga motor radi učinkovitije. Njegova prisutnost u smjesi značajno utječe na brzinu širenja plamena i druge bitne aspekte za ispravno izgaranje. Kako bi se to postiglo, usisni kanali ili sama komora za izgaranje mogu biti dizajnirani na takav način da se pogoduje stvaranju turbulencije, bilo na ulazu smjese u cilindar ili tijekom faze kompresije.

Hoće li klimatske promjene pogoršati turbulencije?

Klimatske promjene imaju veći utjecaj na mlaznu struju nego što se dosad mislilo, što je dokaz povećanog rizika od turbulencije koja utječe na zrakoplove. Turbulencije povezane s kumulusima – osobito kumulonimbusima (olujnim oblacima) – ne iznenađuju pilote. Kako se zrakoplov približava tim oblacima ili prodire u njih, povećava se stupanj uznemirenosti u zraku, što se u zrakoplovu očituje u obliku klepetanja, manje ili više intenzivnog.

Nova studija po prvi put pokazuje da dok se temperaturna razlika između Zemljinih polova i ekvatora smanjuje na razini tla zbog klimatskih promjena, suprotno je točno na oko 34.000 stopa, visini krstarenja tipičnog zrakoplova. Ovi istraživači sugeriraju da bi se vjerojatnost da ćete doživjeti neugodno i opasno iskustvo teškog CAT-a tijekom leta mogla udvostručiti ili čak utrostručiti u nadolazećim desetljećima.

U novijoj studiji, koju je također vodio profesor Williams, zahvaljujući atmosferskim simulacijama provedenim pomoću superračunala, bilo je moguće kvantificirati kako će se turbulencije povećati na transatlantskim letovima zimi na krstarećoj visini od 12 kilometara, u razdoblju od 2050. 2018. Dok će se slaba do umjerena CAT povećati za 75%, umjerena će se povećati za 94%, a umjerena do teška za 149%.

Koliko su turbulencije u zraku opasne?

Diljem svijeta turbulencije u zraku svake godine uzrokuju stotine ozljeda putnika i stjuardesa u komercijalnim zrakoplovima. Ali, s obzirom na stotine milijuna ljudi koji lete svake godine, to su prilično dobri izgledi. Turbulencije su obično kratkotrajne. Nadalje, moderni zrakoplovi dizajnirani su da udobno izdrže sve osim najekstremnijih zračnih turbulencija. A među osobama koje su ozlijeđene velika većina su oni koji nisu vezani. Dakle, ako ste zabrinuti, najlakši način da se zaštitite je vezati sigurnosni pojas.