流体媒体としての空気の状態は、その中に常にある程度の乱流が存在することを意味します。その影響は多かれ少なかれ航空便でも感じられます。大気の乱流は、連続的な変化 (渦) 状態における無秩序な空気の動きからなる撹拌の平均的な空気の動きの重ね合わせとして定義できます。
大気中に形成される乱流回路と渦は、あらゆる種類のスケールをカバーします。乱気流のサイズが航空機と同等の場合、乱気流は有害な現象となり、極端な状況では航空の安全を危険にさらす可能性があります。
乱流とせん断の関係
大気の乱流はせん断と密接に関連しており、せん断は特定の方向に移動するときに風に起こる突然の変化として定義できます。乱気流とウィンドシアーは飛行中に潜在的に危険な状況を引き起こすことがありますが、パイロットは常にそれを避けようとします。航空事故の最大の原因は着氷（航空機の機体に氷が蓄積すること）によるものですが、乱気流は航空学における最も重要な気象リスク要因です。
乱流渦は垂直面と水平面の両方に発生する可能性があり、その結果、航空機の機首方位と揚力の両方が変化します。小さな渦は空気の突風を引き起こし、飛行機を揺るがす振動を引き起こし、その結果、特有の振動や揺れが発生します。
これらの突風が航空機の前部または後部に影響を与えると、揚力が影響を受けますが、渦が翼の 1 つに影響を与えると、追加の荷重係数 (アンバランス) が発生し、ヨーや針路の変更が発生します。
航空機よりもはるかに大きな規模の垂直面内の大きな渦がある場合、上昇と下降の影響を受けます。極端な場合（垂直加速度が大きい場合）にのみ、このバランスが安全限界を超えたときに問題を引き起こす可能性があります。パイロットは、どのエリアを避けるべきか、または必要以上に長時間飛行してはいけないエリアを事前に知っています。
大気中の乱気流の種類
大気乱流の原因または起源に焦点を当てると、熱的および機械的という2 つの基本的なタイプがあります。飛行機で山岳地帯を越えるときに経験することは、両方の組み合わせによるものであり、私たちはこれを地形乱気流と認識します。また、せん断（特定のケースは CAT、または晴天乱気流）、重力波、および航空機自体の通過によって引き起こされる可能性もあります（後方乱気流）。
熱乱流は対流起源であり、対流圏の中高度で支配的であり、積乱雲(Cu) および積乱雲(Cb) の形成に関連しています。対流が起こりやすい気象状況では、空気が上昇して「熱気泡」（地表から上昇する熱気の泡）を形成し、その周囲で下降し、飛行機は連続的な上昇と下降を繰り返します。
機械的乱流は、空気と地表の摩擦によって引き起こされます。この地面との摩擦は、その粗さと風速に応じて、いわゆる境界層（混合または乱流）に影響を与えるさまざまな大きさの渦を引き起こします。このタイプの乱気流は大気の低レベルで発生し、非山岳地帯の標高 2,500 ～ 3,500 m ではわずかですが、大きな山脈でははるかに大きくなります。
乱気流の激しさ
乱気流の程度はフライトごとに異なり、また飛行中の時間によっても異なります。最も一般的に、飛行は軽い乱気流またはわずかな乱気流によってのみ影響を受け、0.2 ～ 0.5g の垂直加速度が発生します。その結果、典型的な航空機の揺れが発生しますが、一定の不快感を除いて大きな影響はなく、それが長時間続く場合もあります。
適度な乱気流があると、航空会社の乗客の緊張感が現れ始めます。このような場合、平均値と比較して 15 ～ 25 ノットの間の風変化の結果、経験する垂直加速度は 0.5 ～ 1g の間で変化します。風速が 25 ノットを超え、垂直加速度が 1 ～ 2 g の場合、強いまたは深刻な乱気流が発生し、2 g を超えると乱気流は極度になります。
最も大きな乱気流の影響を受けるフライトは、ヒマラヤ山脈、アンデス山脈、アルプスなどの大きな山脈を越えるフライトです。最近、2023年末に就航した世界中の15万の航空路線の混乱の程度が明らかになった。ヨーロッパで最も混乱した路線はミラノ-ジュネーブ、次いでミラノ-チューリッヒ、ジュネーブ-チューリッヒ、マルセイユ-チューリッヒとなっている。 。アルプス山脈とそこに発生する嵐が、これらのフライトにおける乱気流の主な原因となります。
