滑翔傘為何被吸上八千多米高空

◎本報記者 孫 越
前不久,一段“滑翔傘愛好者被雲吸至8000多米高空”的視頻引發廣泛關注。視頻中,一名滑翔傘愛好者在祁連山區域飛行時,遭遇異常天氣,被捲入強對流雲團並被吸向高空,場面驚險萬分。
那麼,滑翔傘是怎麼飛那麼高的?它為什麼會被雲吸到8000多米高空?這種現象常見嗎?科技日報記者就此採訪了相關專家。
氣流和設計提供關鍵動力
當人們看到滑翔傘像巨鳥般掠過山巔,或許會好奇:沒有發動機的它,究竟靠什麼對抗地心引力?答案藏在空氣動力學與自然氣流的精妙配合中。
想象陽光炙烤大地的場景:深色柏油路、岩石比草地吸熱更快,其上方空氣因受熱膨脹而密度降低,形成向上升騰的熱氣流。北京航空航天大學航空科學與工程學院院長潘翀介紹,這些熱氣流就像燒開水時上升的蒸汽,為滑翔傘提供升力。滑翔傘飛行員進入這類熱氣流區域後,就能以每秒數米的上升速度“搭電梯”升空。在夏季午後,強盛的熱氣流甚至能夠將傘翼託舉至數千米高空,成為無動力飛行的核心升力來源。
除了熱氣流,山脊氣流也是託舉滑翔傘的力量之一。潘翀介紹,當風吹向山脊,空氣被山體阻擋後會沿斜坡向上抬升,形成貼着山面的上升氣流。此時,滑翔傘如同在“空氣斜坡”上衝浪——飛行員沿着山脊一側飛行,利用氣流沿山坡上升的力量維持高度,甚至持續飛昇。這種氣流的高度與山體海拔、風速密切相關。在山區飛行時,飛行員常常藉助山脊氣流完成長距離滑翔。
除此之外,滑翔傘自身設計也為其提供了關鍵助力。滑翔傘傘翼上表面呈弧形,下表面平坦,當空氣流過時,上翼面氣流速度快、壓力低,下翼面氣流速度慢、壓力高,由此產生向上的升力。飛行員通過操控剎車繩調整傘翼弧度,既能改變飛行方向,也能優化升力與阻力的比率,讓飛行更高效。
遭遇高強度上升氣流
在視頻中,滑翔傘被雲吸至8000多米高空。相關專家指出,這是極端氣象條件與地形共同製造的罕見現象。
中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室主任劉黎平指出,雲吸現象的本質是滑翔傘遭遇了高強度的上升氣流。祁連山地處青藏高原東北邊緣,地形起伏劇烈。暖濕氣流與高原冷空氣在此交匯,會觸發劇烈的對流運動:暖濕空氣被山脈抬升後迅速冷卻,水汽凝結成雲,釋放的潛熱進一步加劇空氣對流,形成直徑數百米、上升速度達每秒幾十米的氣流。這種氣流的力量遠超普通熱氣流,足以將滑翔傘快速託舉至高空。
事發時,滑翔傘愛好者正處於3000米左右的高度進行抖傘練習。起初天氣晴朗,能見度良好。不過,山區氣候多變,天氣狀況在短時間內就發生了劇烈變化,出現了強對流天氣。當強對流產生的上升氣流與滑翔傘相遇,上升氣流的強度遠遠超出愛好者所能對抗的範圍。即便這名愛好者採取措施,試圖脱離這股上升氣流,也難以對抗每秒數十米的上升力。
中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室副主任呂偉濤補充道,這種強烈上升氣流常伴隨高聳的積雨雲出現。積雨雲雲體內部就像一個巨大的“空氣攪拌器”:底部暖濕氣流上升,頂部冷空氣急速下沉,形成混亂的湍流。
在滑翔傘運動的歷史記載中,類似被氣流卷至高空的案例極為罕見。國外曾有一起典型事件:某滑翔傘飛行員在山區飛行時突遇強對流天氣,被上升氣流帶至約5000米高空。雖然這名飛行員迅速採取應急措施,但仍因高空缺氧與低温環境造成嚴重身體損傷。而在最近發生的事件中,滑翔傘愛好者被帶至8000多米的高空,危險程度遠高於前者。
相關專家指出,現有氣象監測體系(如氣象衞星、地面氣象站及雷達等)能夠從宏觀上預測大範圍天氣,而祁連山地區地形複雜、氣流變化莫測,小尺度天氣系統難以被雷達精準捕捉,成為氣象預報的難點。
中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室副主任王東海提醒,滑翔傘運動具有一定危險性,參與者務必嚴格遵守相關規定,在專業教練指導下飛行。同時,相關人員需密切關注天氣變化,遠離危險天氣區域。相關部門也應加強對滑翔傘運動場地的管理和氣象監測預警,保障參與者的生命安全。