以下文章经许可转载自The Conversation，这是一个报道最新研究的在线出版物。
今年夏天，炎热的天气已迫使西南地区机场取消了数十个商业航班。这种扰乱航班的酷热是一个警告信号。气候变化预计将产生深远的影响——包括海平面上升淹没城市和天气模式变化导致农业产量长期下降。并且有证据表明，它已开始影响商业飞机的起飞性能，并可能对航空公司的成本产生影响。
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国家和全球运输系统及其支持的经济活动都是为气候优化的，它们在气候中发展起来：机器被设计为在常见的温度范围内运行，物流计划依赖于历史天气模式，沿海土地开发是基于已知的洪泛区。在航空领域，机场和飞机都是根据历史上经历过的天气条件设计的。由于气候正在变化，即使是像机场这样的基本基础设施要素和像航空运输这样的关键经济部门也可能需要重新设计和重新改造。
作为专注于气候变化和极端天气对人类社会和全球自然生态系统的影响的科学家，我们的研究量化了与我们变暖的气候相关的极端高温可能如何影响全球航班。我们发现，从纽约到迪拜再到曼谷的主要机场，由于越来越常见的高温，未来几十年将更频繁地受到起飞重量限制。
气候变化影响航班
有确凿的证据表明，热浪和沿海洪水等极端事件发生的频率和强度高于几十年前。如果我们未能在未来几十年内大幅减少温室气体排放，那么预计这些极端事件的频率和强度将急剧增加。
对航空的影响可能是广泛的。许多机场建在海平面附近，使它们面临更频繁洪水的风险，因为海洋正在上升。空中湍流的频率和强度可能会增加在某些地区，由于高空风力增强。更强的风力将迫使航空公司和飞行员修改飞行长度和航线，可能会增加燃料消耗。
7月份与高温相关的凤凰城航班取消至少部分原因是航空公司的操作手册中没有包含高于华氏118度的温度的信息——因为这种高温在历史上并不常见。这是程序可能需要更新以适应更温暖气候的另一个例子。
在高温下飞行
高空气温度会影响飞机飞行的物理原理，这意味着飞机的起飞性能可能在炎热的天气中受到影响。飞机机翼产生的升力大小受空气密度的影响。空气密度主要取决于气温和海拔高度；较高的温度和较高的海拔高度都会降低密度。
热空气比冷空气密度低。这会影响飞机可以产生的升力。CC BY-ND，The Conversation (via Piktochart)
空气密度越低，飞机必须行驶得越快才能产生足够的升力起飞。需要更长的跑道才能达到更高的速度，并且根据机场跑道的长度，一些飞机可能在达到足够的速度之前就有冲出跑道的风险。当这种情况发生时，唯一的直接选择是减轻飞机的重量，以降低其所需的起飞速度——通过移除乘客、行李和货物。这被称为重量限制。
重量限制现在已经发生，尤其是在像凤凰城和迪拜这样的炎热地区，以及在跑道较短的机场，如纽约的拉瓜迪亚机场和华盛顿特区的里根国家机场，但我们的研究表明，未来它们可能会变得更加普遍。
全球气温几十年来一直在稳步上升，而且几乎肯定会继续这样做。在一些地区，有证据表明最高温度可能会以比平均温度更快的速度升高，进一步加剧极端高温。这些更高的温度将降低空气密度，并使在一天中最热的时候起飞的航班更有可能需要重量限制。
预计重量限制的频率和幅度将会增加——在某些地区，某些飞机需要至少一定重量限制的天数可能会增加一倍或两倍，甚至可能每年超过 50 天。
适应的经济性
在大多数受影响的航班上，为了允许起飞而必须移除的货物、乘客和燃料量通常很小——在总载荷的 0.5% 到 4% 之间。这意味着飞机上的付费客户减少，机上货物减少。当这些限制在全球航空运输系统中累积起来时，成本可能会非常高昂。
在多年的运营中，仅仅减少百分之零点几的乘客或货物就可能为航空公司增加数百万美元的收入损失。这使得即使是很小的重量限制也成为竞争激烈和高度优化的行业中关注的问题。这些限制可能会不成比例地影响长途航班，这些航班需要大量的燃料，并且通常在接近最大重量时起飞。
航空公司可以通过一些方法来缓解日益增加的重量限制。最可行的方法是将一些航班重新安排到一天中较凉爽的时段——尽管随着航空交通的增加，并且许多机场已经接近满负荷运转，但这可能证明很困难。
另一种潜在的解决方案是建造更长的跑道。但这并非总是可行：一些机场，如纽约的拉瓜迪亚机场，位于海岸线或人口稠密的城市环境中。即使在技术上可以建造更长的跑道的地方，购买土地和扩大机场的物理面积也可能既昂贵又在政治上很困难。
飞机可以针对起飞性能进行优化，但重新设计飞机极其昂贵且可能需要数十年。制造商一直在努力制造更轻、燃油效率更高的飞机。未来，这些效率的提高将仅仅是维持今天的性能所必需的。
更广泛的影响
这些变化仅仅是无数程序、流程和设备要求示例，这些都必须针对变化的气候进行调整。即使这些适应措施成功，也需要付出努力和金钱才能实现。
包括航空业在内的许多经济部门尚未认真考虑气候变化的影响。越早越好：机场建设和飞机设计都需要数十年，并且具有持久的影响。今天最新的飞机很可能在40 或 50 年后仍在飞行，它们的替代品现在正在设计中。气候影响越早被理解和重视，适应措施就越有效且成本越低。这些适应措施甚至可能包括创新方法，以大幅减少整个航空领域的改变气候的排放，这将有助于在应对问题的同时减少问题。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。