其实中国飞往美国的航班是不经过欧洲的,而是从白令海峡经过。那为什么飞机不直接向东飞越距离最近的太平洋而要绕道北极呢,其实这里面有几点原因,首先我们从地图上看,似乎向东经过太平洋是一条直线,似乎航线更近,但请不要忘记地图是个平面图,而实际地球却是个圆的,所以如果向东经太平洋直飞要经过180度,看似近了但实际距离却远了。航空公司考虑成本的因素是不可能直接飞过太平洋的。
再一点要考虑安全因素,因为向东是一望无际的太平洋,太平洋上面气候多变,飞机可能在太平洋上空遇到恶劣天气,而太平洋上很少有陆地,有陆地也是一些小岛,而且很多都没有开发,所以如果飞机出现故障或遇到恶劣天气的话,在太平洋上连个迫降的地方都没有,那后果是相当可怕的。而飞白令海峡就会经过美国的阿拉斯加,美国有很多大型机场都可以为飞机提供迫降,所以从安全角度考虑,飞白令海峡比飞太平洋要安全的多。
所以说无轮从经济角度还是安全角度考虑,飞往美国的航班都不能向东直飞太平洋。
首先我要否定命题——飞往美国的航班并不是非得经过欧洲!例如从上海浦东(PVG)飞往洛杉矶(LAX)的航班要向东飞穿越白令海峡、穿过阿拉斯加,在地球上看起来像个巨大弧线:
我想,更加有趣的问题应当是:为什么去美国的航线看上去像个弧线而不是直线?
要回答此问题其实只需要寥寥数语:
(1)航线基本上是根据经济原则来确定;即采用从A点到B点的最短距离。
(2)而地球的2维图上两个城市之间的最短轨迹往往不是一条直线(除非两城市都在赤道上)而是一条弧线。
(3)这是因为我们的地球是一个球体而不是一个平面。拿个西瓜比划一下,你……,会懂的!
地球上找两点的最短距离,学术上已经解决:球面上两点间的最短距离为两点所在“大圆的劣弧”。但像你和我等凡人究竟怎样才能找到这个神秘的大弧?简单地说来:
把地球想象成一个大西瓜,把上海和洛杉矶这两点在西瓜上标出来,拿菜刀向西瓜切一刀,这一刀必须通过这两点和球心,请把两半西瓜合起来来,放成地球仪的样子,哇啦……这连接上海与洛杉矶之间的刀迹原来是一条弧线,而这正是两点间的最短距离。明白了吧?
具体地说西瓜是这样切的:
如果你还是不相信的话,请看下边侧面的透视图:
甲是上海;乙是洛杉矶,通过甲乙两点我在西瓜上切了3刀,与两点相连的三条劣弧(两点将所处圆划分成两条弧,短的那段叫劣弧)分别以蓝、红、黑三种颜色表示。红色那条是沿等纬度的方向切开的,也是我们通常所说的沿正东方向飞越太平洋上空那条直飞航线,可以看出路径较长。而沿黑色弧线切的那一刀是通过球心的,切出的圆面积最大(看红色截面),可以看出黑弧的路径是最短的。
把想象中的西瓜地球仪以穿越南北极为旋转轴向东旋转90度——黑色弧线看起来就成了图1、图3中显示的弧形航线。验证完毕!
不得不说:都是网络上的示意图惹的祸,让很多人产生一种错觉。我们常见的世界地图什么样的,就是下面这样的:
这只是我国的世界地图,不过世界上每个国家对世界地图的展示并不是一样的,下图美国眼里的世界地图是大致这样的:
我国的世界地图(图一)看上去应该从太平洋直接往东飞到美国是最近的距离,但这种思维是错误的,因为地图本身是平面描述的,而实际上地球是圆形的, 本质上不应该有方向之分,东南西北只是人为的规定。
如果以北极圈为中心,世界地图会是什么样呢?见下图:
是不是和我们通常见到的世界地图完全不同?实际上,上图的路线才是中国飞往美国最近的路线。也就是说我国的飞机既不是往东飞,也不是通过欧洲,而是大致向北飞,经过俄罗斯的西伯利亚,加拿大,然后到美国,这才是最短的路线。
不过这个最短的路线现实中也是行不通的,因为俄罗斯(前苏联)不允许外国飞机从西伯利亚上空飞过,上世纪80年代韩国一架飞机在飞往美国途中因差错经过西伯利亚上空就被苏联击落。
所以,我国飞机飞往美国的实际路线应该是这样的:
为什么去美国要经过欧洲,而不是直接向东,不是更近吗?
这个问题实际上问的不全面,同时还存在常识性的错误。一是题中所指的出发地应该是中国,而且是能够直飞美国的北京首都国际机场、上海浦东国际机场、广州白云国际机场、香港国际机场以及台湾省桃园国际机场等;二是中国飞美国确实不是直接往东,但也不需要经过欧洲,而是大致上往北。这是为什么呢,下面且看小地作答。
我们都知道两点之间的连线距离最短的道理和中美两国纬度相差不大,只不过是分属东半球和西半球,但是地球是一个球体,两国之间任意两点的最短连线都要穿过地球内部,因此在两国之间打个地洞供飞机飞行不够现实,还是得从地表上空正常的飞行航路做文章。
为了便于计算,以上海浦东国际机场的纬度都为北纬30°(上海实际的纬度是处于北纬30°40′至31°53′之间,东经120°51′至122°12′之间)计算,通过计算可得出北纬30度的纬线长为34605.36公里(360*111*cos30,其中1纬度对应的经线长为111公里,赤道长40076/360≈111公里),而北纬30度纬线上每相差1经度所对应的纬线长为111*cos30≈96.13公里。
美国位于北纬30°附近的大城市主要有墨西哥湾北部的新奥尔良市(北纬29°58'、 西经 90°05' ),对比上海的经度不难计算出上海与新奥尔良之间的经度差约为150度,通过上述关于纬线长度的计算可以得出上海向东至新奥尔良间的纬线长约150*96.13=14419.5公里,而如果向西至新奥尔良则为20187.3公里,二者相差近5800公里,很显然不可能经过欧洲。
前面讲到了经线上每一纬度相差111公里,假设飞机从上海出发,沿着东经120度经线向北飞行,经过北极点然后再向南沿着东经90度经线向北纬30度飞行,累计跨越了60+60=120°,理论上总里程为120*111=13320公里,比直接沿纬线飞行还要近。
但是这里还需要考虑三个问题,分别如下:
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