如果你曾留意过自己往返某地的飞机飞行时间,你会发现,飞机往返两地所需的时间一般不同,这种情况在长途国际航班中更为明显。以北京和伦敦为例,北京飞往伦敦的直达航班,从北京起飞后向西方飞行,去程时间10小时55分,而从伦敦飞回北京的时间只需9小时45分。
国内的航班也有类似的情况,这是同一天同一机型北京往返乌鲁木齐的飞行时刻表,北京飞往乌鲁木齐的时间要比返程多45分钟。
为什么会出现往返相差这么多的情况?而且都是自东向西的时间比自西向东的时间要长。有人曾提出疑问,这个时间和地球自转方向有关系吗?当然是……没关系啊!飞机在天上飞,没有摆脱地球引力,仍在地球惯性系内,所以不会受到地球自转方向的影响。不然的话,飞机不用飞,在天空中悬停1天,就能环绕地球一周了。不过,虽然地球自转没有直接影响到飞机的飞行速度(科氏力的直接影响较小),但是,地球自转带来的另一个变化,却成为了影响飞机飞行速度的主要因素。
为了方便理解这个问题,我们先来了解两个概念——空速和地速。飞机在空中飞行,具有一个相对于大气的移动速度,这一速度也被称之为空速。对应的,飞机相对于地面的速度就是地速。为了保证飞机在大气层中平稳飞行,飞机需要保持稳定的空速。因此,此时的地速就相当于空速和风速的叠加。不难理解,顺风时飞机地速更高,逆风时地速更低。
盛行西风带 图源Wikimedia Commons而在空气热量交换和地球自转引起的地转偏向力共同作用下,地球的副热带高压带和副极地低压带之间,也就是中纬度地区,形成了一片西风带(Jet Stream)。而急流中心位于200hPa气压面的平流层中,正是大部分民航飞机所在的高度,这里风向水平,飞机相对不颠簸。因此,中纬度地区平流层常年刮着稳定的西风,顺着西风方向从西往东飞自然会节省