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地理飞机最短航线问题

来源:baiyundou.net   日期:2024-07-28

随着生活节奏的加快,不少人出行都选择乘坐飞机,尤其是跨国出差,更是要三天两头赶飞机。

但你有没有发现,在中美两个大国之间,有一些特殊的航线选择了绕“远路”。

打开地图可以直观的看到,飞机往返中美,横跨太平洋是不错的选择,符合两点之间线段最短的原理。

但实际上,很多中美航班都不这样走,反而沿岸“绕”一大圈,从北极经过再到达目的地,这是为什么呢,难道是航空公司的“漏洞”?

绕圈子的中美航线

中国位于亚洲东部,是一个海陆兼备的国家,美国位于北美洲中部,三面临海,两个国家之间隔着地球第一大洋太平洋,这就意味着两国之间没有陆上交通工具。

但随着世界全球化,两国作为世界上的大国,交流也在频繁的增多,这就导致来往两地的航班非常重要。

粗略来算,中国飞往美国大约需要12到15小时,这是直飞的情况下,如果需要转机的话,时间还要相应的增加。

对于中美之间的航线,一直有一个说法,航班会先北上,然后南下,沿着北极兜一个圈子,从白令海峡通过才能抵达美国。

但我们在地图上看,明明从太平洋穿过,才是最短的直线距离,航班却非要多此一举,这是因为眼睛和固有思维骗了我们。

实际上,横跨太平洋,从来都不是中美之间的最短航线,之所以有最短航线的错觉,是因为在平面地图上,看起来线段最短。

但地球不是一个平面,而是一个球体,它的表面是一个大圆,中国和美国就像圆上的两个点,无论你怎么飞,最终都是圆弧线,不可能是直线。

而在球面上,两点之间最短的距离,就是所在圆面的弧长,从中国飞往美国的航班也如此,全部都在绕着地球弧线运动。

航线的复杂背后

十几年前,飞机在很多人心中还是一个很神秘的交通工具,每次听见飞机发动机的轰鸣声,无论是大人还是小孩子,都会不由自主抬起头在天空中找寻一番。

有人会觉得,天空那么辽阔,而且不像陆地上一样有众多的障碍物,那肯定可以肆无忌惮的随意飞行,但事实是,飞机的飞行一定要遵循特定的航线。

也就是说,在空中虽然没有具体的道路,但是却有着隐形的空中交通线,这些交通线确定了飞机的具体方向以及起点终点,还有途中的经停点。

而航线的规划,也是一项大工程,背后有各种各样的要求,无论是航线的宽度,还是飞机的飞行高度,都要符合空中交通管制的需要,这样才能保证飞行安全。

航线的规划需要按照飞机的性能,要求在航行过程中,能随时和地面保持联系,相同航线的飞机,还要根据时间错开飞行高度。

在高空飞行时,还会遇到各种各样的天气变化,这些都是开辟航线要考虑的事情,因此从中国飞往美国的航线,之所以绕过北极,其实也是有各方面考虑的。

中美航线为何要绕北极

在地图上,从我国飞往美国,确实是穿越太平洋路线最短,但这只是看起来,我们不能忽略一点,地球是一个球体,在地图上看似直线的路线,在地图上却是一段弯曲的弧线。

而横跨太平洋的这段弧线,实际长度要比绕北极的弧线长,绕道北极的话,要飞11000公里,横跨太平洋,要飞14000公里。

对于飞机来说,3000公里的差距不算多,但飞行不仅要考虑效率,航空公司也要考虑经济效益,也就是燃油的消耗。

飞机的燃油不同于其他交通工具,它的燃油质量更高,因此价格也比较贵,所以往返一趟下来,对于航空公司也是不小的一笔开销,如果价格增加在机票上,又会加重出行人的负担。

除此之外,飞机的飞行安全一定是第一位,横跨太平洋比起绕道北极要多上很多危险因素。

在航线中,通过海洋的航线一般被叫做“越洋航线”,通过北极的航线叫做“极地航线”,而在海洋上的环境要比在陆地上空的环境复杂多变。

一般极地航线,上空的天气晴朗,有很高的能见度,大部分都是高空平流层,海洋上的气候就有些恶劣了,雷暴、大风等情况时有发生,大大威胁飞机的安全。

普通的民航客机,横跨太平洋大约需要125个小时,而飞行时间越长,就会产生很多未知性,天气复杂多变,多一分钟,就有可能面对完全不同的情况。

在茫茫大洋之上,如果一旦有突发情况,找一个中转机场迫降,都有很大的困难。

即便好不容易找到了备降机场,但因为地理位置和技术原因,这些机场条件也不够完善,不一定能够满足飞机紧急降落以及降落后的保障工作。

如果选择经过北极,通过白令海峡进入美国,沿途上设置有大量的备用机场,发生事情能得到更快更好的处理。

而在海洋之上长时间飞行,对飞行员也是一个极大的挑战,长时间望着蔚蓝的大海,远处广袤无垠,很容易出现视觉疲劳,大大增加了飞行隐患。

再有一点就是,中国飞往美国的航线,处在高空急流带上,那里存在的高空射流时速可达到两、三百公里,如果向东飞行,就处于顺风状态,可以缩短飞行时间,降低燃料的损耗。

这样看起来,选择从北极绕道,无论是距离,还是安全程度,都要比横跨太平洋好很多,而我们之所以将横跨太平洋错认为最短距离,就是因为在平面上考虑,没有考虑地球是个球体这个因素。

并且,从北极绕行,还可以避免国与国之间产生不必要的误会,毕竟在大海之上,飞机失事坠落,搜寻都是极大的难事,如果在某国海域出事,更是有理说不清,所以航线还是透明好一点。

不仅是跨国航线,在很多时候,为了保证飞行安全,飞机都会选择绕路,在我国西藏一些地区上空,航线也会绕路。

一般民航客机的飞行高度在六千米到八千米之间,而在西藏,海拔超过七千米的高山有十几座。

在恶劣的天气中,如果不能及时预测山脉位置,可能产生严重后果,所以我国西藏地区也有很多绕行航线。

结语

不过随着科技越来越发达,飞机的性能大大提高,未来越洋航线的问题或许也能得到妥善解决,这样的话,在选择航线时,就可以再次提高飞行效率,让人类受益。

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参考:

1.民航飞机飞行航线动态实时优化仿真研究.胡小兵,吴树范,江驹.2001

2.中美航线怎么飞?中国民航杂志.2019

3.飞机航线是如何确定的?光明网.2021

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糜纯哄2157高中地理疑难问题请求帮助!上高中以来(现在高三了),一直没搞懂的高中地理疑难问题:在地球上,两地点之间飞机怎么飞行距离最短?为什么? -
侯阳吕13084988065 ______[答案] 如果两地点很近,那自然是直线飞行距离最短,但是如果距离很远 ,就不能直线飞行了,因为地球是圆的,而飞机只有在平流层飞行才安全,不同纬度的对流层高度又不一样,除非飞机也能打洞,那么就要飞弧线最短.这时,就要运用你的数学思维...

糜纯哄2157一道地理摸底题 -
侯阳吕13084988065 ______ B.一直向西北 10小时 理论最短路径,就是圆心为地心的圆弧,CD走了两段圆弧,不可能时最短路径,排除. 出发地和目的地都是12点,所以出发地应该比目的地伦敦早飞行时数个时区,即在伦敦东面10个时区.所以向西北飞是对的. 如果是A的话,出发地在伦敦西14个时区,不如掉头飞行才10个时区,10个时期肯定比14个时区飞行距离短,所以排除.实际上AB都是同一时区出发,一个往东南飞,一个往西北飞,其中往西飞是最短路径. 补充:地面上任何两点,都可以用一段球大圆圆弧连接,所以排除CD.

糜纯哄2157请问一到关于地理最短航线的问题 -
侯阳吕13084988065 ______ 看我发的图!先说明一下:根据已知提示可知道 自转方向是顺时针,所以圆心为南极点,这是南半球的俯视图.图中在同一个圆上纬度相同,并且越靠近圆心(南极点),纬度越大,方位也就越南!顺时针方向为东方向!Y点是 AD 轨道中纬度最大(最南)的点;红圈为Y点所在纬线圈;X点是 DB 轨道中纬度最大(最南)的点;紫圈为X点所在纬线圈;从A飞向D:AY是向东南(因为方向顺时针,并且纬度增大);YD是向东北(因为方向顺时针,并且纬度减小);同理,从D飞向B:DX是向东南(因为方向顺时针,并且纬度增大);XB是向东北(因为方向顺时针,并且纬度减小);所以,结果都是,先向东南,再向东北!

糜纯哄2157地理,重庆飞南京最短距离方向是什么 -
侯阳吕13084988065 ______ 这是球面几何知识或者地球科学知识 两地同位于北半球,而且纬度相近,按大圆劣弧法飞,重庆(西)飞南京(东)最短距离也就是 先向东北飞,再向东南飞

糜纯哄2157地理大将们~~最短航线问题为什么在北半球当A点在B点东边时从B到A要先西北在东再西南? -
侯阳吕13084988065 ______ 因为在地球上最短航线问题是大圆航线,也就是所在的平面经过地心的圆弧. 在北半球当A点在B点东边时,大圆航线是先西北在东再西南,这样才是最短的航线.如果是直接向西,这个圆弧所在平面就不经过地心,距离也比大圆航线长

糜纯哄2157地理的最短航线弄不懂怎么办啊 谁能教教我 谢谢 -
侯阳吕13084988065 ______ 因为120°E和60°W是在一个经线圈上,他们的最短航距是这个两个点所在大圆的劣弧,然后再比较纬度,看经过哪个极点垮纬度少.从经过北极点这边飞的话,30°N到90°N是垮了60°到北极点,然后从北极点到30°S跨了125°,总共是185°了.而从经过南极点这边飞的话,30°N向南飞到90°S是垮了120°到南极点,南极点是最南的地方了,所以要从南极点到30°S的话是向北飞.然后从南极点到35°S跨了55°,总共是175°了.所以当然选择从经过南极点这边飞啦.第二题是纬度相隔1°是111km,所以路程就大约是111乘以175啦.不知道你会不会看到啦,也不知道你看明白不.

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(编辑:自媒体)
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