为什么从中国飞往美国的很多航班，不是直接横穿太平洋，而是先向北飞，从白令海峡路过？

直接横穿太平洋的话不是应该能够节省燃料和时间吗？

小社区de用户 · 2019-4-11 21:01:47

我来给大家做一下科普，讲讲中美的直飞航线飞机到底是怎么飞的。
先借这个机会推广一下我的航空类微信公众号：熊猫爱飞行（ID：iflypanda），欢迎关注~
目前每周有三百多个直飞航班往返于中美两地，想想自己坐十几个小时的飞机就可以跨越太平洋抵达地球的另一边，内心是不是非常激动？但是，很多人以为自己真的是跨越太平洋飞行的，像下图这样？

如果你这样想的话，那就大错特错了。按照上图的飞行路线，一来国际民航管理机构规定的双发延程运行规则（ETOPS）不会允许，万一飞机飞到太平洋中间的时候出了点机械故障，连备降机场都找不着。其次，这样的飞行路线也不是最短的。
地球上任意两点之间的最短路径，是通过这两点和地心的平面与地球表面相交形成的一段劣弧，我们把这个最短路径称之为大圆航线。
所以，以上海飞往洛杉矶的直飞航线为例，从太空视角来看大圆航线是下面这样的，大圆航线距离约为10400公里。

上海—洛杉矶大圆航线示意图（太空视角）我们把地球仪按照平面展开，大圆航线在地图上就显示为一根弧线，像下面这张图这样。这也是为什么飞机上的航图显示从中国直飞美国的航线是弯曲的。

上海—洛杉矶大圆航线平面示意图但实际去程的飞行路线会比上面的这个大圆航线会稍微偏南一些，飞机飞过日本后，直接从北太平洋穿越，如下图这样，其中黄色为大圆航线，白色为实际飞行线路。

黄色为上海—洛杉矶的大圆航线，白色为一般实际飞行路线示意看到这里有人不禁要问了，这样不是绕远路了么？
说得没错，这样的话飞行距离的确会变长，但是总的飞行时间会缩短。

没有在逗你们，飞行时间变短是由于借助了风力的缘故。
地理学得好的同学应该知道，在南北半球中纬度地区的高空，副热带高气压带与副极地低气压带之间，有一股比较强劲的大气环流，我们把它称之为盛行西风带。

这股西风带的风速平均时速在100公里以上，在冬季西风带的风速有时可以超过200公里/小时。因此从上海飞往洛杉矶，选择比大圆航线略微偏南一点的航路，借助这股高空的盛行西风，飞行时相对地面的速度可超过1100公里/小时，这样飞行距离虽然远了一点，但是时间上和燃油消耗上会更节省。
不过，从洛杉矶回上海肯定不能按原路线返回，这样一来路线长，二来还逆风肯定划不来。回程时飞行员一般会选择路线更短的大圆航线，从洛杉矶起飞后往西北方向，经过阿留申群岛和日本，再抵达上海。当然实际飞行路线会受天气、备降机场等因素而不会完全与大圆航线重合。
下面两张图分别为今年1月23日，美联航UA199航班（上海—洛杉矶）和UA198航班（洛杉矶—上海）的实际飞行路线图，我们可以从图中看出从中国直飞美国西海岸的往返飞行路线之间的差别。

2018年1月23日，美联航UA199航班（上海—洛杉矶）实际飞行路线图
2018年1月23日，美联航UA198航班（洛杉矶—上海）实际飞行路线图由于西风带的影响，从上海到洛杉矶回程会比去程时间大约长2小时左右。这也是为什么从中国飞欧洲来回时间会不一样的原因。
那么从中国到美国东部的航班又是怎么飞的呢?我们以上海到纽约的航班为例。
由于纽约在经度上和上海相差了接近180°，因此上海到纽约的大圆航线会跨越北极圈，像下面这样。

上海—纽约大圆航线示意图（太空视角）我们再把上海到纽约的大圆航线在平面地图上展开，就变成了下面这个样子。

上海—纽约大圆航线平面示意图那上海到纽约的直飞航班实际又是怎么飞的呢？我们以今年1月20日，中国东航MU587航班（上海—纽约）和MU588航班（纽约—上海）为例，如下图。

2018年1月20日，东航MU587航班（上海—纽约）实际飞行路线图
2018年1月20日，东航MU588航班（纽约—上海）实际飞行路线图从上面两张航路图可以看到，去程的时候，MU587航班飞机依然没有选择路线更短的大圆航线飞行，而是按照上海—日本—阿留申群岛—阿拉斯加南部—加拿大—北美五大湖—纽约这样的路线，为的还是借助西风带，这样飞行时间更短。如果把去程的实际路线绘制在地球仪上，大致是下面这样的。

其中黄色为大圆航线，红色为实际飞行路线。大圆航线距离约为11888公里，另外我们可以从flightaware网站上查到上图去程的实际飞行距离（红色路线）达到了13181公里，实际飞行时间13小时57分钟。
而回程的时候，基本严格按照大圆航线的航路，从纽约起飞后直接往北经过加拿大魁北克省，穿越北冰洋后再一路向南，再经过俄罗斯西伯利亚地区从我国东北入境，最后抵达上海。回程实际飞行距离12245公里，实际飞行时间14小时25分。尽管回程实际飞行距离比去程短了将近1000公里，但是飞行时长还是比去程多了近半个小时，这其中的缘故就在高空西风带的影响。
每年北半球的夏季，北极圈处于极昼，在纽约直飞回国的飞机上，就可以从万米高空欣赏壮美的北极风光。

从纽约回国的飞机上拍摄的北冰洋，洋面上漂浮着大量浮冰
在飞机上拍摄的加拿大北部的茫茫雪原不过走极地航线也有一个问题，那就是辐射伤害。极地的辐射是远远高于其它地区的，一年飞2-3次可能不会对身体产生什么危害，但是对于频繁往返中美(中部、东部)的人，尤其是婴儿，还是需要尽量采取一些防辐射措施。还曾有CA981/2（北京—纽约）机组成员遇到飞完航班去超市买东西，超市警报器报警的情况，后查明为其随身携带的手表被磁化。
我的微信公众号：熊猫爱飞行（ID：iflypanda），谢谢大家！~

小社区de用户 · 2019-4-11 21:01:48

地理上有个概念叫大圆，大圆即球面上圆心与球心重合的圆。因其为球面上最大的圆而得名，与“小圆”相对。
球面上任意两个大圆相互等分。
例如在地球上，赤道与经线圈均为大圆。
球面上两点的最小距离为经过两点的大圆的劣弧。航海与航空中利用这一原理而设置了大圆航线。
如果你把航线在地球仪上画出来，会发现很近似大圆的劣弧。

小社区de用户 · 2019-4-11 21:01:49

实在看不下去有严重事实错误的回答还有那么多人点赞：

“西风带的风速平均时速在100公里以上，在冬季西风带的风速有时可以超过200公里/小时”

——来自目前排名第一的@迷惘的熊猫的回答
学过高中地理的人都应该发现这句话有些离奇到不可思议：地球上有些地方比如西欧常年受西风带影响，200km的时速差不多相当于17级大风，就算是台风眼墙附近也很少达得到，这么高的风速恐怕几百斤的奶牛也招架不住。
然而事实上确实有一股强大的气流帮助飞机显著缩短了飞行时间。但那是位于高空的急流（jet stream），而非西风带（Westerlies），两者根本不是一回事而且相去甚远，其形成机制也并非很多评论及答主认为的高中文科地理知识所能解释的。
和jet lag 类似，jet stream 中也有jet 这个单词，让人很容易联想到喷气式客机。也确实，最早得到实质性研究的极地急流（Polar Jet）的发现得益于飞行领域：第二次世界大战时，飞越太平洋前去执行轰炸日本任务的飞行员频繁的观察到高空异常高速的气流减慢了轰炸机的飞行速度，从而引起了气象学家的注意。

极地急流（Polar Jet）与副热带急流（Subtropical Jet）急流位于对流层的顶部，是一条高速而狭窄的气流带，记录到的最高风速超过300km/h，有强大的水平切变和垂直切变。其形状还经常发生改变，所以缩短航程的效果也不是非常稳定。比如从北美飞往西欧的航班偶尔遇到强急流能比借助一般强度下的急流还能再多省下一个多小时时间，强急流偶尔还能使普通民航客机飞行过程中的对地速度超过音速（实际上并没有真的超过1马赫突破音障）。

维基百科里有比较详细但粗浅的科普，还有动画 Jet stream - Wikipedia 。不过成因部分还是没有说的太清楚，改天有时间我就自己写一写，先放着。

免得分散大家注意力。

小社区de用户 · 2019-4-11 21:01:50

哥们你弄反了你把地图折过来变成一个球会发现走极地是最直的这叫大圆航线

大圆航线不是什么专业知识没记错的话还是高中数学里立体几何的必考点啊

专业知识再扯一点的话就是要考虑：
第一顺风北纬西风带（不懂补补高中地理）
第二 ETOPS
第三走极地确实很近…

小社区de用户 · 2019-4-11 21:01:51

？？？时隔近一年，突然被多人挖坟。
正式答一下：
东亚-北美航线一般分为几种：
(1).东亚-美东（往返）：常见航线包括有蒙特利尔、多伦多、纽约、波士顿、华盛顿还有芝加哥和底特律
(2).东亚-美西（往返）：常见航线包括有洛杉矶、旧金山、西雅图以及安克雷奇
很多答案都提到了大圆航线，这个答主自行了解，不做赘述。
那么基于大圆航线，结合上现在RNAV/RNP-10越洋导航。加上CPDLC、HF、SATCOM等手段，可以规划出很多无限接近于大圆航线的航线。
而从中国/日本/韩国到美国在地球仪上拉一条线段，可以看到，其实最接近大圆航线的是贴着库页岛后越过阿留申群岛的航线。当然，现实中这条航线也是有的。
而所有航线的规划，不仅仅要考虑的是距离，更重要的是ETOPS/EDTO要求、备降机场的保障能力。
说回题目。
1.东亚-美东去程：以南航的广州-纽约为例，常见的航班是从广州出发，一路北上，走哈尔滨附近出境，然后再沿着白令海峡穿越阿拉斯加、加拿大后直插纽约。这样的操作有几个好处:(1).部分避免了极地运行的风险和限制
(2).可以乘上西风带的西风，飞机如同顺水行舟，地速大大增加。

回程：
早期在POLAR航线（极地航线）没有评估和开放时，早期的往返于中美的航班大多数还是回程会走白令海峡，但是避免不了西风，所以大多数情况下，都会在安克雷奇经停加油。
后来，随着雷达管制的覆盖增加、通信手段多样化、稳定化，经过多年的论证，77W等机型的ETOPS时间大大延长，从而为了尽可能避免猛烈的西风带，开发了多条极地航线不仅缩短了航行距离，也尽量避免了西风对航班的影响。
但是实际上有时当太阳辐射风暴、地磁风暴以及无线电失效等级等超过了规定后，或者出现类似于冰岛等地火山的大规模爆发之类的情况，飞机还是要绕道安克雷奇，经停加油。

这就是楼主所说的经过白令海峡的中美航线。

2.东亚-美西的航路。
常见如图

这是太平洋灵活航路中的一条，每天太平洋航路都有中心，会根据探空气球等数据来源，开放部分时段的部分航路。
这些航路大同小异，基本在阿留申群岛以南几百海里和夏威夷群岛以北几百海里。飞机在这些航路上，可以乘上猛烈的西风，答主曾经就见识过200多节的正顺风，飞机地速直达700多节的情况。
这些航路可以缩短1-2小时的原定航程，同时又符合ETOPS不同等级的飞机和公司的运行需求。
有些航路会靠北，相对时间更长。有些航路更靠中间，会更节省时间。
这些航路就是直穿太平洋的航班，随着现在中美之间的主力航司和机型的更新， 747-8 747-400 777-300ER 787之类的飞机基本都具备330分钟左右的ETOPS能力，可以安全运行这些航路上。

为什么从中国飞往美国的很多航班，不是直接横穿太平洋，而是先向北飞，从白令海峡路过？

5 个回复