Legutóbb a Singapore Airlines májusi tragédiája irányította rá a közvélemény figyelmét az éghajlatváltozás egyik kellemetlen vonatkozására, amikor a Londonból induló járaton 31 ember súlyosan megsérült, egy utas pedig meghalt a repülés során fellépő váratlan turbulencia miatt. A Boeing 777–300ER típusú gép fedélzetén utazók a BBC-nek elmondták, hogy a gép billegni és rázkódni kezdett, majd hirtelen zuhanni kezdett, a légörvény pedig ide-oda dobálta az utasokat és a tárgyakat az utastérben. Bár a járatok rendkívül érzékeny előrejelző berendezésekkel vannak felszerelve, ezeket az eseteket mégsem lehet teljesen kizárni. A The Mirror szerzője, Nigel Nelson szerint a Boeing tragédiájának gyakori megismétlődésének esélye nagyon csekély; mivel a kereskedelmi repülőgépek repülése alapvetően biztonságos, az iparág rendkívül szigorúan szabályozott, a pilóták és a légiutas-kísérők magasan képzettek, és a modern repülőgépek – néhány alkalmi problémától eltekintve – jól felépítettek.
A klímaváltozás a repülőutakra is súlyos hatással van
Bár az ég csendesnek tűnhet, de a levegő mindig mozgásban van. Folyékonyan áramlik és örvénylik, néha sima és nyugodt, néha viharos és heves. A turbulencia az egyik legkiszámíthatatlanabb időjárási jelenség, és a kutatások azt mutatják, hogy a bolygó felmelegedésével egyre valószínűbbé válnak a súlyos esetek. A jobb előrejelzés egyes kutatók szerint az állatvilágban rejlik, a madarak ugyanis gyakran találkoznak zavaros égbolttal.
Annak tanulmányozása, hogy miként reagálnak és alkalmazkodnak alacsonyabb magasságban az extrém körülményekhez, sokat segíthet a meteorológusoknak a turbulencia előrejelzéséhez szükséges jobb modellek készítésében
– mondja Emily Shepard, a walesi Swansea Egyetem madárrepülési és légáramlási szakértője. Az elemzés a repülőgépek tervezésében is segíthet, különösen városi környezetben, ahol a kisebb repülőgépek és pilóta nélküli légi járművek (UAV) repülhetnek.
Egy 2024-es tanulmány szerint a repülőgépek évente 68 ezerszer kerülnek közepes és súlyos vagy annál nagyobb turbulenciába, amely örvények és függőleges áramlatok okozta szabálytalan levegőmozgás. Ezek olyan időjárási eseményekhez kapcsolódnak, mint a frontok, a zivatarok és a szélnyírás. Utóbbi lehet vízszintes és függőleges; előbbinél a szél iránya változik rendkívül gyorsan azonos sebesség mellett, utóbbinál a sebesség változhat drasztikusan. A turbulencia okozhat néhány kellemetlen döccenést, de akár ki is billentheti a repülőgépet az irányítás alól, kaotikus helyzeteket, dőlést, görbülést idézve elő.
A modern repülőgépek kifinomult időjárási radarrendszerekkel vannak felszerelve, amelyeket a pilóták arra használnak, hogy felismerjék a turbulens területeket. A légörvények 75 százalékát akár 18 órával előre is sikeresen meg lehet jósolni Paul Williams, a Readingi Egyetem légkörkutatója szerint.
A turbulenciának azonban számos típusa létezik, és néhányat nehezebb észrevenni. A Singapore Airlines járatát sújtó súlyos változat gyakran láthatatlan, úgynevezett clear air turbulence (CAT), amely a derült égből bukkan elő figyelmeztetés nélkül, nagy magasságban, látszólag nyugodt égbolton. Ez az időjárással összefüggő légi balesetek egyik leggyakoribb oka, mivel szabad szemmel nem látható, és a fedélzeti érzékelőkkel sem észlelhető. Még a műholdak sem látják, csak a sugáráramlat szerkezete és alakja utalhat a jelenlétére. A pilótáknak gyakran arra kell hagyatkozniuk, hogy az előttük ugyanazon az útvonalon repülő bármely repülőgép jelzi nekik, és így módosíthatják az útvonalukat. Williams szerint az éghajlatváltozás miatt a CAT gyakoribbá válik.
Egyszerűbben fogalmazva, az klímaváltozás növeli a hőmérséklet-különbséget a meleg és hideg légtömegek között. Ez a sugáráramlatot instabilan változtatja, és lehetővé teszi több turbulencia kialakulását
– mondja Williams. A meteorológusok jelenleg számítógépes modellezéssel igyekeznek jobb módszereket kidolgozni az előrejelzésére. A madarakat azonban még nem használták fel eléggé adatforrásként.
Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az állatok mozgása segíthet meghatározni a termikus feláramlások erősségét, a szélirányt és a szélsebességet. A madarak gyakran több ezer kilométert vándorolnak, a szél sebessége, iránya és a turbulencia mind-mind meghatározza az útvonalat, amelyet bejárnak, és az energiaráfordítást is. Amikor egy hosszú, akár a fél világot átszelő út végén a tartalékok fogytán vannak, a rossz széljárás felismerése élet és halál közötti különbséget jelenthet. Bár a legtöbb faj nem repül az utasszállítók mellett, egyesek rendkívül magasra emelkednek. Például a fregattmadarak repülése valóságos hullámvasút. A melegre és a szélre támaszkodnak, hogy hónapokig a levegőben maradjanak, és képesek akár négyezer méter magasságban is repülni, gyakran a hegyvidéki gomolyfelhőkben lévő erős felhőáramlatok segítségével.
Ezekben a nagyon turbulens felhőrendszerekben nyernek magasságot. Hatalmas fel- és leszálló légáramlatok közben repülnek, de nagyon keveset tudunk arról, hogyan képesek fenntartani az irányítást
– mondja Shepard. Shepard és kollégái a Swansea Egyetem Állatmozgási Laboratóriumában igyekeznek feltérképezni a levegőt – ahogy fogalmaznak, „láthatóvá teszik a láthatatlant”. Előfordul, hogy a levőből figyelik a madarakat, például 2018 és 2019 között ultrakönnyű repülőgéppel repültek egy postagalambraj mellett. A madarakra erősített GPS, barometrikus nyomás- és gyorsulás-adatgyűjtők segítségével (összesen 88 repülés során) mérték a turbulenciaszintet a madarak élőhelyükre való visszatérése során. A csapat különböző körülmények között repült. Kora reggel a kevés talajhő döcögő konvektív áramlatokat okozott, később, a nap folyamán emelkedett a hőmérséklet. Ezt ismételték az év különböző időszakaiban. Többször előfordult, hogy a pilóta kénytelen volt leszállni, vagy aznap reggel nem repült többet, mert a turbulencia ereje befolyásolta a repülés irányítását, az túlságosan nehézzé vált. De a galambok mindenféle gond nélkül visszatértek a veremre. Shepard szerint ezért a galambok jobban képesek megbirkózni a nagyfokú turbulenciával, mint az ultrakönnyű gépek, megvannak az ehhez szükséges mechanizmusaik.
A Swansea Egyetem kutatása felveti annak lehetőségét, hogy a madarak által hordozott érzékelőket használjanak a légörvények vizsgálatára, hasonlóan a fókák által hordozott érzékelőkhöz, amelyeket a sótartalom és a tengeri hőmérséklet mérésére használnak. A madarak meteorológiai érzékelőként működhetnének, folyamatosan adatokat gyűjtve a repülési útvonaluk mentén tapasztalt turbulenciákról. Ez olcsóbb a repülőgépekre szerelt érzékelőknél, ráadásul a madarak olyan körülmények között is tudnak repülni, amelyekben a repülőgépek nem.
– A madarak repülése a fizika és a biológia határterületén álló, rendkívül összetett terület. Az, hogy a levegő mennyire kiszámíthatóan mozog vagy áll, mindenkire hatással van, így természetesen a madarakra is. Alapvetően két eltérő repülési módot különböztethetünk meg a madarak között, amelyek a méreteik és a vonulási távolság függvényében optimalizálják a vonulást. Az egyik típus a termiket használja ki, tehát a felfelé áramló meleg levegővel, siklórepüléssel spórolnak meg jelentős energiát, míg utóbbiak aktív repüléssel teszik meg az adott távolságokat. Mivel termik nem alakul ki tengerek fölött, ezek a madarak jellemzően megkerülik a Földközi-tengert, aztán Afrikát elérve szétszélednek. Amelyek mégis átrepülnek a tengeren, azok is kerülik a zivatarfrontokat.
Egy kutatás során a kék vércsékre műholdas adókat helyeztek el, ebből kiderült, hogy amikor átrepülik az Egyenlítő övezetét, kikerülik a zivatarfrontokat és a turbulens levegőt, ahol elázna a tollazatuk és a navigálás is jelentős nehézségekbe ütközne. A keselyűk, gólyák, sasok, tehát a nagyobb testű és szárnyfelületű madarakra jellemző a termik használata és a siklórepülés, az albatrosz például a kikelését követően gyakorlatilag nem is érinti a szárazföldet.
Ezek a madarak rendkívül jól érzékelik és használják ki a levegőáramlatokat. A nagy távolságokra repülő fajok mindenből igyekeznek energiát termelni, akár a belső szervek szöveteinek egy részét is lebontják, ha nincs elég zsír, így biztosítják, hogy eljussanak a telelőterületre – magyarázza Fuisz Tibor biológus, etológus, a Magyar Természettudományi Múzeum főmuzeológusa.
Egy 2020-as kutatás szintén vizsgálta a hosszú távú repülést. Shepard és kollégái a világ legnehezebb szárnyaló madarait, az andoki kondorokat figyelték meg: mikor és hogyan nyernek magasságot.
Az adatokból kiderült, hogy a madarak közül a kondorok csapkodnak a legkevesebbet, és az összes repülési idő 99 százalékát sikló üzemmódban töltik. Az egyik madár több mint öt órán át maradt a levegőben, egyetlen szárnycsapás nélkül, több mint 170 kilométeren. A kutatás betekintést nyújt abba, hogy a szárnyaló madarak hogyan használják a hőáramlást, amely potenciálisan felhasználható az autonóm repülő járművek programozásában.
Shepard szerint annak vizsgálata, hogy a sirályok hogyan szállnak az épületek fölé, segíthet az UAV-k és drónok repülési útvonalainak tervezésében a városokban. A madarakhoz hasonlóan a széllökések és a turbulencia sokkal nagyobb hatással vannak az UAV-kra, mint a nagyobb légi járművekre, ami kihívást jelent az alacsony magasságban történő repülés során. A városi környezet a sok épület és tereptárgy miatt nagyon turbulens, zavarja az áramlást, a széllökések pedig könnyen az épületeknek sodorhatják az ultrakönnyű gépeket.
Shepard szerint az urbanizáció hozzájárul a turbulensebb égbolthoz: a drámaian módosított felszín hatással van a légi környezetre. A szakember szerint még mindig nagyon sok kérdés van a turbulenciával kapcsolatban, de az biztos, hogy a légi utazások egyre nehezebbek lesznek. Talán a madarak taníthatnak néhány dolgot arról, hogyan uraljuk az eget.
