亂流是什麼？飛機亂流的五大成因一次看懂

重點事實

• 亂流來自大氣中的渦旋，通常依來源分為：對流、晴空中的風切、山岳波、地表地形，以及航空器尾流 [1]。
• 2009 到 2018 年美國航空公司的亂流事故中，57.7% 有對流亂流，28.8% 有晴空亂流 [1]。
• 噴射氣流是離地約 6 到 13 公里（4 到 8 英里）高空的狹窄強風帶，風速可以超過每小時 440 公里（275 英里）[2]。
• 當風切相對於空氣的穩定度強到一定程度（理查森數低於約 0.25），空氣就可能捲成波浪、碎成亂流 [3]。
• 風速超過 15 節（約每小時 28 公里）的風吹過山脊時，會形成山岳波；其中的上下氣流可達每分鐘約 610 公尺（2,000 英尺）[4]。
• 飛機後方的尾流渦旋通常持續 1 到 3 分鐘，並會下沉到飛行路徑下方 [5]。
• 在北大西洋的一個典型位置，2020 年強烈晴空亂流出現的時間比 1979 年多了 55% [3]。
• 香港天文台指出，晴空湍流通常出現在約 6 公里（2 萬呎）以上的高空，鄰近香港的晴空湍流大多發生在 12 月到 2 月 [8]。

亂流是什麼？

亂流是空氣中不規則、打轉的運動，讓飛機上下或左右晃動。空氣的行為很像水：它會形成水流，在障礙物周圍形成漩渦，在速度不同的兩層交界處形成波浪。客機穿過這樣的空氣，就像小船在有風的湖面上航行。台灣說「亂流」，香港人常說「遇上氣流」，香港天文台的正式用語是「湍流」，都是同一件事。

先說最重要的：對繫好安全帶的乘客來說，亂流通常只是不舒服，而不是危險。客機的設計承受力遠遠超過一般顛簸，詳見亂流會墜機嗎。

NTSB 的亂流研究把亂流分成五種來源 [1]。下面從大家最常談的，一路講到最局部的。

1. 晴空亂流和噴射氣流

晴空亂流（CAT）是中高空因強烈風切造成的亂流，周圍沒有雲可以標示它 [6]。大家說「突然就晃起來了」，多半就是它。

主要的元兇是噴射氣流。噴射氣流是高層大氣中相對狹窄的強風帶，通常在約 9,100 公尺（30,000 英尺）附近，高度在離地約 6 到 13 公里之間，風速可以超過每小時 440 公里 [2]。它們形成在暖空氣和冷空氣交會的地方，冬天溫差最大時最強 [2]。世界氣象組織（WMO）的指引提到，在客機巡航的高度，噴射氣流的邊緣附近可能出現亂流 [6]。香港天文台也指出，典型的晴空湍流多產生在高空急流（狹窄強風帶）附近，或風在垂直方向變化明顯的區域，強風吹過山嶺時也可能產生 [8]。

為什麼很快的風會造成顛簸？因為風速隨高度急劇改變。當一層空氣快速滑過另一層，兩層的交界就可能捲起波浪，就像風吹過水面掀起波浪一樣。氣象學家用理查森數來衡量這個臨界點：當風切壓過了空氣的穩定度（數值低於約 0.25），這種開爾文–亥姆霍茲波就可能形成並碎成亂流 [3]。

晴空亂流很難事先發現。它不會出現在客機的氣象雷達上，用遙測方式也「很難在航空器飛到之前觀測到」[3]。氣象模型也看不到這麼小的渦旋，所以預報員改從模型的風場計算亂流指數 [3]。亂流預測就是這樣運作的。

2. 雷雨和對流

對流是大氣中熱量和水氣的垂直移動，特別是透過上升氣流和下沉氣流 [1]。雷雨是最為人熟知的一種，但不是唯一一種 [1]。暖和的日子裡一朵朵蓬鬆的積雲，就是同一種上升氣流比較小的跡象。WMO 的指引說得很簡單：有對流就一定有亂流 [6]。

對流亂流和受傷最有關係。在 NTSB 針對 2009 到 2018 年美國航空公司亂流事故的研究中，57.7% 的事故有對流亂流 [1]。雷雨也是最能避開的成因：它會顯示在氣象雷達上，機師會繞開它。這也是為什麼在雲層附近、爬升和下降時，安全帶指示燈常常會亮起來。

3. 山岳波

山岳波是高地下風處空氣上下振盪的波動 [4]。想像溪水流過一顆石頭：石頭後面會出現一圈圈漣漪。

它們通常在這些情況下形成 [4]：

• 風向和山脊的夾角在 30 度以內，接近垂直吹過，而且風向隨高度變化不大；
• 山頂的風速超過 15 節，並隨高度增強；
• 山脈上方正好有一層穩定的空氣（逆溫層）。

在波動裡，垂直氣流可以達到每分鐘約 610 公尺 [4]。如果空氣潮濕，波峰上可能形成平滑、像鏡片一樣的莢狀雲，這是山岳波存在的可見跡象 [4]。預報員會發布山岳波的預報和警告，美國的亂流指引圖也包含它們 [7]。飛越洛磯山脈、阿爾卑斯山或安地斯山脈的長程航線，最可能感覺到山岳波；像台灣中央山脈這樣的高山，在強風橫越時也可能出現。詳見最容易遇到亂流的航線（英文）。

4. 地面（機械）亂流

靠近地面時，風擦過山丘、樹木和建築物，會碎成許多渦旋，就像水在多石的河床上翻滾。NTSB 稱之為地表地形造成的亂流：空氣和不規則地形或人造建物之間的摩擦 [1]。

你大多是在颳風天的起飛和降落前最後幾分鐘感覺到它。它很短暫，這也是為什麼有風時降落會有點搖晃，而機師一直都在為這種狀況受訓。以香港國際機場為例：機場在大嶼山以北，當東風或東南風吹過大嶼山時，下游可能出現風切變或湍流；香港天文台統計，約每 2,500 班升降航班，才有一班報告遇上顯著湍流 [9]。

5. 尾流

每一片產生升力的機翼，都會在翼尖後方留下兩道旋轉的渦旋 [5]。飛機越重，渦旋越強，大型廣體客機產生的最強 [5]。渦旋形成後通常會下沉、隨風飄移，一般持續 1 到 3 分鐘 [5]。

航管人員會讓飛機之間保持間距，跟在大飛機後面時距離更長，讓尾流有時間下沉、消散 [5]。偶爾客機在巡航時穿過一道舊尾流，乘客通常只會感覺到一下短而急的顛簸或滾動。

氣候變遷讓亂流變多了嗎？

就晴空亂流來說，證據顯示是的。2023 年發表在《Geophysical Research Letters》的研究，用 21 種亂流計算方法分析了 1979 到 2020 年的資料 [3]。在北大西洋的一個典型位置，每年出現強烈以上晴空亂流的時間增加了 55%，從 17.7 小時增加到 27.4 小時；中度以上增加 37%，輕度以上增加 17% [3]。增幅最大的是美國和北大西洋上空 [3]。

同一項研究也指出，即使亂流變多，預報越來越好，應該能降低實際遇上它的機會 [3]。它對你的安全影響有多大，請看亂流會墜機嗎；各種強度代表什麼，請看亂流等級。

為什麼有些航班特別晃

把這些成因放在一起，就能解釋大多數很晃的航班：

• 航線： 沿著強勁噴射氣流飛、或飛越大型山脈的航班，比較容易遇到晴空亂流和山岳波。
• 季節： 噴射氣流在冬天最強 [2]，香港附近的晴空湍流也大多出現在冬季 [8]；雷雨則在溫暖潮濕的季節影響比較大。
• 飛行階段： 爬升和下降會穿過雲層和雷雨區；美國航空公司的亂流事故大約一半發生在下降或進場階段 [1]。
• 時段： 請看減少亂流的最佳飛行時段（英文）。

Sorapuff 怎麼幫你

Sorapuff 的航線亂流預測，看的正是你看不到的那些成因。它下載你航線上的 NOAA GFS 風場資料，在手機上計算一個知名的晴空亂流指數，再加上 aviationweather.gov 的雷雨和山岳波警告（SIGMET）以及最新的飛行員報告。它已經用數千份真實的飛行員報告驗證過，而且它是一種可能性，永遠不是保證。第一次預測免費；Pro 可以無限次預測（價格）。

常見問題

晴空亂流是什麼？

晴空亂流是中高空因強烈風切造成的顛簸，通常在噴射氣流附近，空氣中沒有雲可以標示它。因為它看不見，也不會顯示在氣象雷達上，所以最容易讓人覺得「突然就晃了」。預報員會從氣象模型的風場預測它，機師之間也會互相回報。

晴空亂流的原因是什麼？

主要原因是風切：一層空氣快速滑過另一層，交界處捲起波浪、碎成亂流，最常見於噴射氣流的邊緣。香港天文台指出，晴空湍流通常出現在約 6 公里以上的高空，多在高空急流附近或風隨高度變化明顯的地方，強風吹過山嶺時也可能產生。

為什麼機師的雷達看不到亂流？

客機的氣象雷達偵測的是水滴和冰晶，所以雷雨和大雨看得很清楚。晴空亂流發生在乾燥、無雲的空氣裡，雷達沒有東西可以反射。所以機師要靠預報和其他飛機的報告，並在預期有顛簸時打開安全帶指示燈。

噴射氣流會造成亂流嗎？

常常會。噴射氣流本身很快，但中心可能很平穩。亂流通常形成在它的邊緣，也就是風速隨高度或距離急劇改變的地方。航空公司喜歡往東飛時順著噴射氣流飛，借它的順風；如果開始晃，機組人員會改變高度，找更平穩的空氣。

為什麼飛過山區比較晃？

風吹過山脈時，可能讓下風處的空氣上下振盪，就像溪水流過石頭後面的漣漪。強風接近垂直吹過山脊、上方又有穩定空氣時，最容易形成這種山岳波。預報員會發出警告，機師也會選擇高度和航路，讓飛行盡量平穩。

其他飛機會造成亂流嗎？

會。每一片機翼後面都會留下兩道旋轉的渦旋，在重型機後方最強。它們會在幾分鐘內下沉、消散。航管人員會拉開飛機之間的距離，讓尾流有時間散去，所以乘客很少感覺到；就算感覺到，通常也只是短短一下。

資料來源

1. Preventing Turbulence-Related Injuries in Air Carrier Operations Conducted Under Title 14 CFR Part 121, Safety Research Report SS-21/01 (2021), NTSB（美國國家運輸安全委員會）
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（世界氣象組織）
7. Graphical Forecasts for Aviation help: Turbulence, Aviation Weather Center (NOAA)
8. 晴空湍流，香港天文台
9. 在香港國際機場由地形引起的風切變及湍流（2015 年 7 月），香港天文台