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明明距离相同，为何飞机往返时间相差那么多？

2020-04-09 18:28

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

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更多时间。

2007年平均的200hPa风场（矢量）和风速（填色），来自NCEP

风有那么大吗？还真有，高空平流层的风速通常在20-50m/s，飞机在高空巡航真空速约230-250m/s，如果我们按照240m/s的真空速和30m/s的风速来算，以北京和伦敦为例，如果不考虑往返航线的差别，按照相同的距离8175km计算，顺风飞行时间约为8.4小时，而逆风则需10.8小时，相差一个多小时。距离越长，风速带来的影响也越大。