سبب المطبات الهوائية: خمسة مصادر رئيسية لاهتزاز الطائرة

حقائق أساسية

• تنشأ المطبات من دوامات في الغلاف الجوي، وتُصنَّف عادة بحسب مصدرها: الحمل الحراري، وقص الرياح في الجو الصافي، والموجات الجبلية، ومعالم سطح الأرض، وأعقاب الطائرات [1].
• كانت مطبات الحمل الحراري حاضرة في 57.7% من حوادث المطبات على شركات الطيران الأمريكية بين 2009 و2018، ومطبات الجو الصافي في 28.8% [1].
• التيارات النفاثة أحزمة ضيقة من الرياح القوية على ارتفاع يتراوح بين نحو 6 و13 كم (4 إلى 8 أميال)، وقد تتجاوز سرعتها 440 كم/س (275 ميلًا في الساعة) [2].
• حين يشتد قص الرياح مقارنة باستقرار الهواء (رقم ريتشاردسون أقل من نحو 0.25)، قد يتكسر الهواء إلى موجات ومطبات [3].
• تتشكل الموجات الجبلية حين تهب رياح أسرع من 28 كم/س (15 عقدة) عبر سلسلة جبلية، وقد تبلغ تياراتها الصاعدة والهابطة نحو 610 م في الدقيقة (2,000 قدم في الدقيقة) [4].
• تستمر دوامات الأعقاب خلف الطائرة عادة من دقيقة إلى 3 دقائق، وتهبط تحت مسار طيرانها [5].
• عند نقطة نموذجية فوق شمال الأطلسي، صارت مطبات الجو الصافي الشديدة أكثر تكرارًا بنسبة 55% عام 2020 مقارنة بعام 1979 [3].

ما هي مطبات الطائرة؟

المطبات حركة غير منتظمة ودوّامية في الهواء تهزّ الطائرة إلى الأعلى والأسفل أو إلى الجانبين. يتصرف الهواء كثيرًا مثل الماء: يجري في تيارات، ويشكّل دوامات حول العوائق، ويصنع موجات حيث تلتقي طبقات بسرعات مختلفة. وطائرة الركاب التي تعبر هذا الهواء أشبه بقارب يعبر بحيرة في يوم عاصف قليلًا.

والخبر المطمئن أن الطائرة مصممة لتحمّل أكثر بكثير من هذه الهزات؛ فإن كان سؤالك الحقيقي هو الأمان، فاقرأ هل المطبات الهوائية تسقط الطائرة؟

تصنّف دراسة NTSB عن المطبات مصادرها إلى خمسة [1]. وإليك هي، من الأكثر تداولًا إلى الأكثر محلية.

1. مطبات الجو الصافي والتيار النفاث

مطبات الجو الصافي (Clear-Air Turbulence) مطبات على الارتفاعات المتوسطة والعالية سببها قص رياح قوي، دون سحب تدل عليها [6]. وهي ما يقصده معظم الناس حين يقولون «اهتزت الطائرة فجأة ومن دون سبب».

والمتهم الرئيسي هو التيار النفاث. التيارات النفاثة أحزمة ضيقة نسبيًا من الرياح القوية في أعالي الغلاف الجوي، عادة قرب ارتفاع 9,100 م (30,000 قدم)، وتتراوح بين نحو 6 و13 كم ارتفاعًا، وقد تتجاوز سرعتها 440 كم/س [2]. وتتشكل حيث يلتقي الهواء الدافئ بالبارد، وتكون في أقوى حالاتها شتاءً، حين يبلغ هذا الفرق في الحرارة أقصاه [2]. وتشير إرشادات المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) إلى أن المطبات قد توجد قرب حافة التيار النفاث على الارتفاعات التي تحلّق عليها طائرات الركاب [6].

لماذا تسبب الرياح السريعة مطبات؟ لأن السرعة تتغيّر بحدة مع الارتفاع. فحيث تنزلق طبقة هواء بسرعة فوق أخرى، قد يلتف الحد الفاصل بينهما إلى موجات، كما تصنع الرياح موجات على سطح الماء. ويقيس علماء الأرصاد نقطة التحول هذه برقم ريتشاردسون: حين يتغلب القص على استقرار الهواء (قيمة أقل من نحو 0.25)، قد تتشكل موجات كلفن-هلمهولتز وتتكسر إلى مطبات [3].

ومطبات الجو الصافي صعبة الرصد مسبقًا. فهي لا تظهر على رادار الطقس الذي تحمله الطائرات، و«يصعب رصدها قبل وصول الطائرة إلى مسارها» بأجهزة الاستشعار عن بعد [3]. ولا تستطيع نماذج الطقس أيضًا رؤية الدوامات الصغيرة مباشرة، لذا يحسب المتنبئون مؤشرات للمطبات من رياح النموذج [3]. وهكذا تعمل توقعات المطبات الهوائية.

2. العواصف والحمل الحراري

الحمل الحراري هو الحركة العمودية للحرارة والرطوبة في الغلاف الجوي، خاصة عبر التيارات الصاعدة والهابطة [1]. العواصف الرعدية أشهر أشكاله، لكنها ليست الوحيدة [1]. فالسحب الركامية المنتفخة في يوم دافئ علامات أصغر على الهواء الصاعد نفسه، وفي ظهيرة صيف حار، كما في الخليج، قد تشعر ببعض الاهتزاز وأنت تصعد أو تهبط عبر هذا الهواء. وتقولها إرشادات WMO ببساطة: المطبات مرتبطة دائمًا بالحمل الحراري [6].

ومطبات الحمل الحراري هي الأهم من حيث الإصابات. ففي دراسة NTSB لحوادث المطبات على شركات الطيران الأمريكية بين 2009 و2018، كانت حاضرة في 57.7% منها [1]. لكن العواصف أيضًا أسهل الأسباب تجنبًا: فهي تظهر على رادار الطقس، ويلتف الطيارون حولها. وهذا أحد أسباب إضاءة إشارة ربط الأحزمة كثيرًا قرب السحب، أثناء الصعود والنزول.

3. الموجات الجبلية

الموجات الجبلية تذبذبات صعودًا وهبوطًا في الهواء على الجانب الذي تتجه إليه الرياح بعد المرتفعات [4]. تخيّل ماءً يجري فوق صخرة في جدول: تتشكل تموجات خلفها.

وتتشكل عادة حين [4]:

• تهب الرياح بزاوية لا تتجاوز 30 درجة عن الاتجاه العمودي على السلسلة، دون أن يتغيّر اتجاهها كثيرًا مع الارتفاع؛
• تكون الرياح عند قمة السلسلة أقوى من 28 كم/س (15 عقدة) وتزداد مع الارتفاع؛
• توجد طبقة هواء مستقر (انقلاب حراري) فوق الجبال مباشرة.

داخل هذه الموجات، قد تبلغ التيارات العمودية نحو 610 م في الدقيقة (2,000 قدم في الدقيقة)، أي نحو 10 م/ث [4]. وإن كان الهواء رطبًا، قد تتشكل سحب عدسية ناعمة في قمم الموجات، وهي علامة مرئية على وجودها [4]. ويُصدر المتنبئون توقعات وتحذيرات للموجات الجبلية، وتتضمنها خرائط إرشادات المطبات الأمريكية [7]. وقد تشعر بها حين تعبر طائرتك سلاسل مثل جبال الأطلس أو زاغروس أو السروات وقت هبوب رياح قوية فوقها، كما في الرحلات الطويلة فوق جبال الألب أو الأنديز؛ راجع أكثر مسارات الطيران اضطرابًا (بالإنجليزية).

4. مطبات سطح الأرض (الميكانيكية)

قرب الأرض، تحتك الرياح بالتلال والأشجار والمباني فتتكسر إلى دوامات، تمامًا كماء يتدفق فوق قاع جدول صخري. ويسميها NTSB مطبات معالم السطح: احتكاك الهواء بالتضاريس غير المنتظمة أو المنشآت التي بناها الإنسان [1].

تشعر بها غالبًا في الأيام كثيرة الرياح أثناء الإقلاع وفي الدقائق الأخيرة قبل الهبوط. إنها قصيرة، وهي سبب اهتزاز الهبوط قليلًا حين تكون الرياح قوية، ويتدرّب الطيارون عليها باستمرار.

5. مطبات الأعقاب

كل جناح يولّد قوة رفع يترك خلفه دوامتين تدوران عند طرفيه [5]. وكلما كانت الطائرة أثقل، كانت الدوامات أقوى، والطائرات الكبيرة عريضة البدن تصنع أقواها [5]. وتميل الدوامات إلى الهبوط بعد تشكّلها والانجراف مع الرياح، وتستمر عادة ما بين دقيقة وثلاث دقائق [5].

ويحافظ مراقبو الحركة الجوية على مسافات فاصلة بين الطائرات، وتكون المسافة أكبر خلف الطائرات الأكبر، كي يكون للأعقاب وقت لتهبط وتتلاشى [5]. وفي المرات النادرة التي تعبر فيها طائرة ركاب أعقابًا قديمة على ارتفاع التحليق، يشعر الركاب عادة بهزة أو ميلان قصير وحاد.

هل يجعل تغيّر المناخ المطبات أسوأ؟

بالنسبة لمطبات الجو الصافي، تقول الأدلة نعم. حللت دراسة نُشرت عام 2023 في Geophysical Research Letters الفترة من 1979 إلى 2020 باستخدام 21 حسابًا للمطبات [3]. عند نقطة نموذجية فوق شمال الأطلسي، ارتفع الوقت السنوي لمطبات الجو الصافي الشديدة أو الأشد بنسبة 55%، من 17.7 إلى 27.4 ساعة، وارتفعت المتوسطة أو الأشد بنسبة 37%، والخفيفة أو الأشد بنسبة 17% [3]. وكانت الزيادات الأكبر فوق الولايات المتحدة وشمال الأطلسي [3].

وتشير الدراسة نفسها إلى أن تحسّن التوقعات يُفترض أن يقلل فرصة مواجهة المطبات فعلًا، حتى مع زيادتها [3]. ولتعرف ما يعنيه ذلك لسلامتك، اقرأ هل المطبات الهوائية تسقط الطائرة؟

لماذا تهتز بعض الرحلات أكثر من غيرها؟

جمع هذه الأسباب معًا يفسّر معظم الرحلات المهتزة:

• المسار: الرحلات على طول تيار نفاث قوي أو عبر سلاسل جبلية كبيرة تواجه مطبات جو صافٍ وموجات جبلية أكثر.
• الموسم: التيارات النفاثة أقوى في الشتاء [2]، بينما تصبح العواصف عاملًا أكبر في الطقس الدافئ والرطب.
• مرحلة الرحلة: الصعود والنزول يمران عبر طبقات السحب ومناطق العواصف، ونحو نصف حوادث المطبات على شركات الطيران الأمريكية يقع أثناء النزول أو الاقتراب [1].
• وقت اليوم: راجع أفضل وقت للطيران لتقليل المطبات (بالإنجليزية).

ولتعرف كيف يصف الطيارون شدة كل مطب، من الخفيف إلى الشديد، اقرأ أنواع المطبات الهوائية، أو كيف يتبادلونها في تقارير الطيارين وتحذيرات SIGMET (بالإنجليزية).

كيف يساعدك Sorapuff

تنظر توقعات المسار في Sorapuff إلى الأسباب التي لا تراها. فهي تحمّل رياح GFS من NOAA على طول مسارك، وتحسب على هاتفك مؤشرًا معروفًا لمطبات الجو الصافي، وتضيف تحذيرات العواصف والموجات الجبلية (SIGMET) وأحدث تقارير الطيارين من aviationweather.gov. وقد قورنت بآلاف من تقارير الطيارين الحقيقية، وهي احتمال لا وعد. توقعات مسار واحدة مجانية، ويضيف Pro توقعات بلا حدود (السعر).

الأسئلة الشائعة

ما هي مطبات الجو الصافي؟

مطبات الجو الصافي اهتزاز على الارتفاعات المتوسطة والعالية سببه قص رياح قوي، غالبًا قرب التيار النفاث، في هواء لا سحب فيه تدل عليه. ولأنها غير مرئية ولا تظهر على رادار الطقس، فهي النوع الذي يبدو أكثر من غيره كأنه جاء من العدم. ويتوقعها المتنبئون من رياح نماذج الطقس، ويتبادل الطيارون التقارير عنها.

لماذا لا يرى الطيار المطبات على الرادار؟

يرصد رادار الطقس في الطائرة قطرات الماء والجليد، فيُظهر العواصف والأمطار الغزيرة بوضوح. أما مطبات الجو الصافي فتحدث في هواء جاف بلا سحب، فلا شيء ترتد عنه موجات الرادار. ولهذا يعتمد الطيارون فيها على التوقعات وعلى تقارير الطائرات الأخرى، ويضيئون إشارة ربط الأحزمة حين يتوقعون مطبات.

هل التيار النفاث يسبب المطبات؟

كثيرًا، نعم. التيار النفاث نفسه سريع لكنه قد يكون هادئًا في قلبه. وتميل المطبات إلى التشكل عند حوافه، حيث تتغيّر سرعة الرياح بحدة مع الارتفاع أو عبر المسافة. وتحب شركات الطيران ركوب التيار النفاث في الرحلات المتجهة شرقًا للاستفادة من الرياح الخلفية، ويغيّر الطاقم الارتفاع بحثًا عن هواء أهدأ حين يزداد الاهتزاز.

لماذا تكثر المطبات فوق الجبال؟

الرياح التي تعبر سلسلة جبلية قد تجعل الهواء يتذبذب صعودًا وهبوطًا بعدها، مثل التموجات خلف صخرة في جدول. وتتشكل هذه الموجات الجبلية على أفضل وجه حين تهب رياح قوية عموديًا تقريبًا على السلسلة ويكون فوقها هواء مستقر. ويحذّر المتنبئون منها، ويختار الطيارون ارتفاعات ومسارات تُبقي الرحلة هادئة قدر الإمكان.

هل يمكن أن تسبب طائرة أخرى مطبات؟

نعم. كل جناح يترك خلفه دوامتين تدوران، وتكونان أقوى خلف الطائرات الثقيلة. تهبطان وتتلاشيان خلال دقائق قليلة. ويباعد مراقبو الحركة الجوية بين الطائرات ليمنحوا الأعقاب وقتًا لتختفي، لذا نادرًا ما يشعر بها الركاب، وإن شعروا بها فهي عادة هزة قصيرة.

المصادر

1. Preventing Turbulence-Related Injuries in Air Carrier Operations Conducted Under Title 14 CFR Part 121, Safety Research Report SS-21/01 (2021), NTSB
2. The Jet Stream, NOAA JetStream: An Online School for Weather
3. Evidence for Large Increases in Clear-Air Turbulence Over the Past Four Decades, Geophysical Research Letters (2023)
4. Mountain Waves, SKYbrary Aviation Safety
5. Wake Vortex Turbulence, SKYbrary Aviation Safety
6. Aviation Hazards: Turbulence and Wind Shear, World Meteorological Organization
7. Graphical Forecasts for Aviation help: Turbulence, Aviation Weather Center (NOAA)