撰稿 / 劉品萱 (科學推展中心特約編輯)
審訂 / 王國英 教授 (國立中央大學大氣科學學系)
2024 年 5 月 21 日，新加坡航空 SQ321 班機自倫敦飛往新加坡途中，在緬甸上空 37,000 英呎高度遭遇劇烈亂流，造成 1 人死亡、41 人受傷。該事件震撼國際航空界，也引發對熱帶與副熱帶對流雲增強趨勢下飛航安全的再思考。
國立中央大學大氣科學系王國英教授率領研究團隊，藉由多源衛星、GPS 掩星與 ADS-B 飛航資料，重建事故發生前後的大氣環境，揭示亂流生成的關鍵為深對流雲（Deep Convective Clouds, DCC）系統。研究成果已於 2025 年 8 月 15 日發表於國際期刊《Scientific Reports》。
利用衛星觀測資料重建大氣環境
本研究透過日本氣象廳向日葵 8 號與 9 號（Himawari-8/9）衛星資料，分析事故發生區域之雲系演變，辨識雲頂溫度並推算雲頂高度。分析顯示，緬甸上空於事發當時存在發展旺盛的深對流雲，雲頂溫度約 –80 °C，換算雲頂高度達 55,000 英呎（約 16.8 公里）。
連續影像顯示，該區對流雲自 06:00 UT 起急速發展，至 07:40 已形成兩團相鄰的深對流雲簇。班機自西向東飛行，於 07:49:21 首次出現微弱震動，進入第一團雲簇後，短暫穿越雲隙，07:49:40 切入第二雲簇核心，並於 07:50:05 脫離亂流，全程約 44 秒。
圖1. 左側 a、c、e、g 紅線為飛機高度、藍線為雲頂溫度、綠線為 –40°C，即深對流雲生成的判定標準，此四圖顯示深對流雲於 07:30 生成，並迅速降至接近 –80°C，發展極為快速。右側 b、d、f、h 紅線為班機高度、藍線為雲頂高度，黃線由左至右分別標示進入第一雲簇、進入第二雲簇，以及脫離第二雲簇的時間與位置；此四圖顯示雲頂高度（55,000 英呎）遠高於飛機高度（37,000 英呎），且第一與第二雲簇之間存在雲隙。
同時，研究團隊利用臺灣自製衛星「福爾摩沙衛星七號」（Formosat-7/COSMIC-2）GPS 掩星資料，重建垂直溫度與濕度剖面，計算大氣對流可用位能（CAPE）約 692 至 737 J/kg。該熱力條件對應的氣流垂直上升速度高達 38 m/s，推算瞬時垂直加速度介於 0.85～1.15 g，足以引起機體猛烈晃動、乘客離座與艙內物品拋擲等現象。
圖2. 福爾摩沙衛星七號 GPSRO 大氣溫度垂直剖面圖，（a）顯示雲頂溫度介於 –60°C～–80°C 時，對應高度約為 35,000–55,000 英呎；另依溫度與水氣資料計算 CAPE 值為（b）737 J/kg、（c）692 J/kg、（d）729 J/kg，推算氣流垂直上升速度約為 37.2～38.4 m/s。
此外，團隊利用廣播式自動回報監視系統（ADS-B）取得飛行高度、速度、航跡等高解析資料，重建完整飛行路徑。分析顯示，飛機在亂流前後航向維持穩定（約 126°～128°），顯示機師當下並未偏離航道，亦印證現行機載氣象雷達受雲體遮蔽與散射限制，難以即時辨識雲頂高聳的深對流結構。
圖3. 左側（a）橘線為航向，保持穩定，約 126°～128°；藍線為飛機高度，綠線為飛行速度，兩者皆於 07:50 前後發生劇烈變化；右側（b）紅線為垂直加速度，介於 1.10g（向下）至 0.75g（向上）之間，藍線為飛行高度，於 36,875 至 37,500 英呎之間劇烈起伏。
跨域整合應用：從科學觀測到航空實務
本研究不僅重建事件全貌，亦揭示 SQ321 班機亂流事件肇因於深對流雲，其生成快速、雲頂高於巡航高度，且短時間內即可自對流層底部發展至平流層下緣，形成強烈的上升氣流與渦流結構，為深對流雲誘發亂流的觀測與模擬樹立典範。
王國英教授指出，在全球暖化趨勢下，熱帶與副熱帶地區的對流活動頻率與強度漸增，將使深對流活動更為頻繁，進而提高班機遭遇極端亂流的機率；然而，只要機上乘客繫好安全帶、飛機保持升力與速度，大部分亂流雖劇烈，卻不致危及生命與機體結構安全。
研究團隊建議，除加強乘客及機組員安全帶使用教育外，若能整合即時衛星影像、GPSRO 探空資料與 ADS-B 飛航監控資料，即可打造即時監測與預警系統。此系統可補足傳統機載雷達盲區，協助機師避開深對流雲核心區，進一步降低事故風險。
本研究成果為未來航空氣象觀測與飛安管理提供重要依據，也為氣候變遷下高空亂流監測技術的發展奠定基礎，展示臺灣自製衛星在國際航空氣象研究與高空飛行安全管理的關鍵角色。
參考資料
[1] Wang, K. Y. (2025). Severe turbulence from deep convective clouds during flight SQ321 on 21 May 2024. Scientific Reports, 15(1), 29923.
