【物理新知】航班飞行时间，还跟气候有关系吗？

飞机飞行时间不仅取决于飞行路线的长短，科学家查明航空公司在燃料上所耗费的额外资金也会对气候产生消极影响，因为它完全没有考虑到高层大气的季节性大气环流。

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）数据显示，全球航空公司造成了约3.5%的温室气体排放，从而导致了气候变化。

出人意料的是，如全球变暖会对航空公司产生怎样的影响，反之航空公司会对全球变暖本身产生怎样的影响，这样的问题至今还没有明确的研究。

在这项新的研究中，来自伍兹霍尔海洋研究所和威斯康星大学麦迪逊分校的科学家发现了气候与航班飞行时间之间的联系。科学家将其研究发表在《自然气候变化》（Nature Climate Change）杂志之上。

“影响飞行时间的主要因素是高层大气环流。而更长的飞行时间意味着客机燃油消耗的增加。随后进一步向大气中排放的二氧化碳将会引起反应，并且加强大气环流产生新的变化”，主要研究人员、伍兹霍尔海洋研究所地质学和地球物理学教研室副教授克里斯.卡尔瑙斯卡斯指出。

这项研究始于一个相当日常的问题：另一个研究人员汉娜.巴尔克利询问克里斯.卡尔瑙斯卡斯，为什么她从檀香山到东海岸的飞行用了比预期时间更少的时间。“我脑海中想到的第一件事就是，这要看看飞行那天吹的是什么风”，卡尔瑙斯卡斯表示。

科学家快速在美国国家海洋和大气管理局（NOAA）网站上查询了与风力相关数据，选出飞机飞行高度并获得汉娜?巴尔克利的航班日期，之后他发现，这天飞机飞行的速度非常快。

研究人员对这一课题非常感兴趣，在接下来的20年时间里，他们研究了四个不同航空公司从檀香山到北美西海岸（洛杉矶、旧金山和西雅图）的航班数据。

在数据研究之后，卡尔瑙斯卡斯标出了飞往东部和西部方向的航班飞行时间差，他发现，尽管航空公司有所不同，但近20年期间所有差异外表看起来都是一样的。

研究人员做出了一个假设，气候变化决定飞行时间。卡尔瑙斯卡斯及其同事开始研究大量的大气数据，以便收集飞行时间差较大的时候大气呈现的完整画面。卡尔瑙斯卡斯发现，相应航线的飞行时间变化随着风力曲线的变化而变化，所有航线彼此之间几乎无异.

风速是造成91%飞行时间差的原因。厄尔尼诺现象也对结果产生了影响——太平洋赤道部分的水表层温度变化会对气候产生显著的影响。因为太平洋赤道部分的温度变化，大气波冲向两个半球的更高纬度方向，它们会改变高纬度环流的性质。

科学家在证明大气环流影响飞机在空中的停留时间之后，他们开始考虑气候变化对航空运输市场产生的影响。

根据研究数据显示，美国每天需要飞行约3万个商业航班。如果往返的总飞行时间存在一分钟的变化，商业航班每年在空中的时间将多出18.25万小时。这将导致消耗大约10亿的附加喷射燃料，并且导致每年排放100亿千克的二氧化碳。

卡尔瑙斯卡斯认为，获得的研究成果可能对航空业有益，使航空公司更有效地规划未来的燃料成本、重新分配燃料资源、为用户明确预测的飞行时间、并更好地管理航班延误所带来的所有不便。

尽管美国科学家的研究工作只涵盖了全球总航空交通的一小部分，卡尔瑙斯卡斯计划扩大对所有美国和欧洲航班的研究。据主要研究人员介绍，最令他惊讶的是，航空业似乎没有意识到厄尔尼诺现象对航线飞行时间情况产生的影响。