地球磁极变化让飞机跑道改造(图)

地球磁极示意(网络图片)

地球磁场真的在变化吗？为什么地球磁场变了飞机跑道也要改造呢？如果不改的话，飞机会飞错方向吗？美国的一座飞机场已经改造了跑道，其他国家的是不是也紧接着要行动了呢？

机场为啥不待见“祝你一路顺风”

根据相关新闻描述：目前地磁北极正以每年64公里的速度从加拿大北部往俄罗斯西伯利亚方向移动，在美国佛罗里达州的坦帕机场，主跑道的编码正是它相对于北磁极的角度，因为磁极偏移，因此不得不改造跑道。

为什么机场跑道跟磁极需要对应？磁极对机场跑道的建设很重要吗？

机场跑道的设计需要考虑很多因素，首先考虑的是当地主导风向和机场周边的地形。磁极的变化只是会对飞机的导航有影响，而对跑道的设计并没有影响。

跑道的设计考虑最多的因素应该是当地的气象、地理环境和地质条件。气象主要是风向和雾霾，地理环境主要是周围不能有高山和高大建筑物，此外机场不能建在地质断裂带和地震带。因为飞机起飞或降落时逆风飞行更为有利，避免侧风，所以风向才是跑道设计首要考虑的因素。

因为飞机在逆风中起降可以增加飞机的空气浮力，就像我们放风筝，也都是要逆风放飞，这样才能把风筝抬起来。飞机也是同一个道理，所以你在机场送客时最受欢迎的告别语是“祝你一路平安！”而不是“祝你一路顺风！”每当跑道侧风超过飞机的起降标准时，就得推迟起降，就会出现航班延误现象。现在有的大型机场修建的两条交叉方向跑道，就可以有效减少侧风引起的延误现象。

跑道的方向设计主要是根据当地一年中气象资料统计的主导风向(70%的风向)来确定的，这种设计使跑道更能适应当地的气象条件。

飞机跑道上的奇怪数字有啥用

为什么说磁极变化影响到机场跑道建设呢？所谓的改造其实是对跑道方位标志进行改造，对它进行重新粉刷和编码，而不是对整个机场跑道方向进行改造。如果要改造整条跑道，那代价太大了。

而跑道上究竟有什么标志？其实是引导飞机起飞降落的跑道方位标志。为了使驾驶员能准确地辨认跑道方向，以便控制飞机按照标注的方位沿着跑道中心线起降，在每一条跑道两端的道面上，必须按照规定的尺寸大小，用白色大字标注所有方位的跑道编号，就相当于跑道的名字一样。

所谓跑道方位，就是跑道中心线的磁方位角。跑道中心线是驾驶员驾机起飞或降落时前进的方向。为精确起见，全球都采用360度的方位予以表示。以正北为0度，顺时针旋转到正东为90度、正南为l80度、正西为270度，再回到正北为360度或0度。这里的正北、正南都是指的地极方向，也就是真方向。

每条跑道就以它所朝向的度数作为其编号。为了简明易记，跑道编号只用两位数表示，即方向度数的百位数和十位数，个位数按四舍五入进入到十位数。比如，一条指向为西北284度的跑道，它的编号就是28，如果是285度，编号就是29。

同一条跑道，因为有两个朝向，所以就有两个编号，而这两个编号一般是相差18，因为正好隔了180度。比如，如果有一条跑道从起飞方向看到的编号是18，而从降落方向看到的编号就是36。跑道号都是两位数，如果第一位没有数就用0来表示。例如，指向东北的方向为50度，跑道号就是05。

跑道号以宽3米、长9米的数字用明亮的白漆漆在跑道的端头，十分醒目。驾驶员在空中可以清楚地看到跑道号，也就等于知道了飞机降落在这条跑道时的方向。

另外，如果某机场有同方向的几条平行跑道，就再分别冠以L(左)、C(中)、R(右)等英文字母，以示区别。

塔台上的管制员只要告诉驾驶员跑道号，驾驶员就应该能确认所使用的跑道和起降方向。

这种标志方位的数据主要用在飞机的起飞和着陆过程中。

传统的飞机导航系统依赖磁罗盘

传统的飞机导航方法是利用磁极来辨别飞行方向。

早期的飞机都是依靠地面标志和地图去认路，驾驶员必须用双眼盯住地面，搜索标志物，比如高塔、铁路、河流等，这叫目视导航。随着科技的发展，飞机飞得越来越快，越来越高，目视导航已经不能满足需要。于是驾驶员的手头添加了时钟和计算尺(或计算器)两种工具。

时钟要求走时精确，可靠性强；计算尺(或计算器)则是经过专门设计的，刻画有根据飞机飞行所用的速度、距离、角度之间的关系编制成的计算步骤和程序等。这是推测导航。

而在计算中，有一个因素需要考虑，就是方向，而方向用什么测呢？罗盘！利用磁罗盘测出的方向叫磁方向，这种方向的北方叫磁北。地极的北方叫真北，真北方向叫真方向。真方向与磁方向之间偏差的角度叫做磁差。

另外，飞机上的铁制零件和磁场也会影响磁罗盘发生指向偏差，这个偏差叫做罗差。罗差在飞机出厂前会由制造厂家测量好，驾驶员在飞机上使用罗盘时得到的读数要加上罗差才能得到磁方向，再加上磁差就得到真方向。

航空地图上标有各地的磁差，因为地球是圆形，磁场的分布在各地也不同。在中低纬度地区，磁方向与真方向之间的偏差还不大，但到了离极地很近的高纬度地区，磁差就变得很大了。所以一般在南北纬60度以上的地区飞行，磁方向就不能使用了。

如今，导航的方法一般由好几种系统综合起来应用，除了传统的磁罗盘导航系统，还有卫星导航系统，以及地面雷达导航系统等。几种方法综合起来就能取长补短，精确计算出飞机的飞行位置和飞行目标。

现在的飞机上都有自动导航系统，只要输入机场跑道上的方向度数，就能计算出飞行方向，并能自动调整飞机姿态控制飞机着陆过程。地球磁极的变化会影响飞机导航参数，所以需要重新设定。不过，实际上，只要测出这个偏差，现代导航系统可以自动调整。

地球磁场在发生什么样的变化

地球磁场其实每时每刻都在发生变化，而且是不规律地运动。所以它与地球南北极形成的夹角也是一直在变化的，如果放在一天或一年，它的变化可能不大，但如果放在几千年甚至几千万年的过程中来看，它甚至发生了多次磁极颠倒。

在地球的一些矿物中，记录了地球磁极存在颠倒的过程，这些矿物中的磁极与我们现在的地球磁场不同，科学家可以通过分析把这些变化都还原出来，但因为时间相隔太远，都以万年为计算单位，不能得到精确的年份，所以无法得出其中的规律性，也无法推出地磁倒转会给地球和地球上的生物带来什么变化。

地球磁场形成的原因还停留假说阶段

开始有的人认为地球本身就是一个如磁铁一样的大磁体，所以产生了磁场。但是铁磁物质在温度升高到760℃以后，就会丧失磁性。而地心的温度高达五六千摄氏度，熔融的铁、镍物质早就失去了磁性，因而不可能构成地球大磁体。

接着又有人认为是由于地球的环形电流产生地球磁场。因为地心温度很高，铁镍等物质呈现熔融状态，随着地球的自转，带动着这些铁镍物质也一起旋转起来，使物质内部的电子或带电微粒形成了定向运动。这样形成的环形电流，就像通电的螺旋管一样，产生了地磁场。

但是这种理论又无法解释地球磁场在历史上的几次倒转。

接着又出现了各式各样的地磁假说，比如：旋转电荷假说、漂移电流假说、热电效应假说、霍耳效应假说等等，但一直没有定论。