如果你刷过短视频，大概率见过这样的画面：清晨的天空被几十只彩色热气球填满，底下是土耳其卡帕多奇亚的峡谷岩石，配上慢镜头和抒情音乐，弹幕飘过——“这也太浪漫了吧！”
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可是，浪漫归浪漫，你有没有想过：这玩意儿到底是怎么飞起来的？坐它到底能有多危险？
发生在巴西的热气球事故
来源：江西新闻广播
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按下按钮，去放飞一个热气球！
3F飞行探秘展区
热气球
大布袋+小篮子，为什么能飞起来？
主要结构示意图
来源：参考文献[1]
它的主要结构看上去“平平无奇”，就像一个大布袋子加一个篮子。但别小看它，里面藏着一个我们熟知的物理现象：热胀冷缩。
准备起飞时，通过点燃燃烧器，可加热球囊内的空气，空气受热后会发生膨胀，因为球囊下方是敞开的，于是一部分热空气就被“挤”出了球囊。此时球囊内空气密度变小，热气球便会上升。反之，逐渐停止加热后，球囊内空气密度变大，热气球就会下降。
来源：作者（豆包）
接着你可能要问：上下我知道怎么控制了，那左右拐弯呢？答案是：基本靠风。
靠风“佛系”控制左右
热气球没有方向盘，也没有舵，想左右运动，只有升到不同高度，去“搭乘”那个高度上风向正确的风层。
不同高度的风之所以不同，主要受地面摩擦力的影响。接近地面的风会与建筑等摩擦，导致风速减慢、方向杂乱；到了更高的高度，摩擦力不断减小，风速也逐渐增大，风向更稳定[2]。
因此，热气球驾驶员的“玩法”是：
1️⃣ 起飞前先放一个测风气球，看它往哪飘，提前摸清各高度层的风向[3]；
2️⃣ 升空后，通过观察地面参照物的移动，确认当前风层的方向；
3️⃣ 如果想往南飞，就主动上升到某个南风正盛的高度层，然后待在那个风层里，让风把他吹过去。
测风气球
来源：NOAA Photo Library
简单来说：热气球的朝向不是靠“开”的，而是依靠“乘风而行”。
坐热气球到底安不安全？
有研究专门分析了土耳其卡帕多奇亚（全球最热门的热气球观光地之一）在2013年8月到2017年7月之间的飞行数据[4]：
・总飞行时间：81,112小时
・搭载乘客：1,415,943名
・发生事故：12起
・事故率：14.8/每十万飞行小时
・重伤：33人
・死亡：3人
・死亡率：3.7人/每十万飞行小时
换句话说，如果你每天飞3小时、连续飞90多年——大概会遇到14到15次事故。
今年网上报道的一些热气球事故
而民航客机，根据美国国家运输安全委员会（NTSB）2001年至2017年的平均数据，美国主要航空公司的致命事故率约为 0.006次/每十万飞行小时。[5]中国民航运输航空十万飞行小时重大事故率的十年（2014至2023年）滚动平均值仅为0.001[6]。
可以看出，热气球的事故率远远高于民航客机 ，这是因为飞机作为日常交通工具，相比于热气球有更精密的结构设计。如飞控、液压、电力等关键系统均采用多重冗余设计以备份，飞机的机体结构严格适航设计以承受极限载荷，客舱内饰经阻燃处理且发动机及货舱配有专门的灭火系统等等。
不过，乘坐热气球相比动力滑翔机等，整体上仍属于低频事故的航空体验。热气球的风险在于以下几个点：
风险一：天气🌦️
理想的天气条件是风速较小、没有雷暴、没有强对流、能见度良好、降水少、地面和低空风向相对稳定等。
一般来说，清晨和傍晚常被选为飞行窗口，这时候太阳辐射较弱，地面受热不剧烈，大气相对稳定。到地表被太阳晒热时，热空气上升，容易产生热泡、乱流和阵风，气球就会像海浪里的小船一样颠簸。
更让人防不胜防的，是那些看起来“还行”、但随时可能翻脸的天气——风突然变脸。一阵突如其来的强阵风，可能让正在低空准备着陆的气球瞬间失控。因此，飞行员们需要根据基本天气分析图、航空气象描绘图、天气预报等根据天气判断是否飞行。
2017年，曾有热气球因强风撞向地面
来源：早安山东
基本天气分析图
来源：参考文献[3]
风险二：火🔥
热气球靠丙烷燃烧器加热，有燃气泄漏、球囊接触火源等风险。不过正常运营中，燃烧器、气瓶、管路都有严格设计，球囊下口附近用的是耐热材料，飞行员也会实时监测球囊温度，所以起火概率不高。
热气球加热特写图
来源：版权图库
电线等障碍物🚧
这是最隐蔽也最致命的危险！因为热气球落地时，不是垂直停下，而是带着水平速度接触地面。如果风速较大，吊篮可能重重撞击、倾倒、拖行、撞上建筑物等等——其中最危险的是电线。电线又细又暗，在空中很难辨认，而一旦低空接近电线，留给飞行员的反应时间只有几秒，撞击后非常危险！
2024年6月，美国一热气球空中撞上电线
来源：新京报
同时，有研究指出：热气球事故最集中的阶段就是着陆阶段，很多严重伤亡都发生在最后一刻[7][8]。
热气球碰到高压线
来源：网易新闻
不过别慌，只要选择有资质的热气球项目从业机构、出门看天气、上篮听指挥等，你的浪漫大概率不会翻车：
1️⃣ 机构资质不过关不飞：运营方和飞行员需有相应的许可证或执照，热气球检修规范。
2️⃣ 气象门槛不过关不飞：清晨日出后 2 小时或日落前 2 小时是最佳飞行时间，自由飞要求地面风速≤6m/s（系留飞≤4m/s）、能见度≥1500 米、无降水、无强阵风。若现场旗帜剧烈飘动或树枝明显摇摆，坚决不飞 。
3️⃣ 无保险应急预案不飞：确认包含高空意外伤亡保险，且现场有消防救援设施及应急预案。
说到底，作为人类最古老的飞行方式之一，热气球不靠发动机轰鸣，也不靠复杂的仪表导航，只凭一团火、一阵风，和飞行员对天空的理解，就能把人送上云端。
这种“佛系”飞行，既是它的浪漫所在，也是它的风险根源。只有对自然足够敬畏、对规则足够信守，才能让这场浪漫漂浮有脚踏实地的底气。
参考文献
[1] Balloon Flying Handbook 2008[J]. 2008.
[2] 周淑贞.气象学与气候学[M].高等教育出版社,1997: 103
[3] 中国民用航空局. 热气球运行指南. [2021-02-18]
[4] Ali M ,Aslaner.Hot-Air Balloon Tour Accidents in the Cappadocia Region.[J].Aerospace medicine and human performance, 2019.DOI:10.3357/AMHP.5121.2019.
[5] Al-Zubaidy S N .Proposal for Modeling the Piloting System[J].IEEE Computer Society, 2008.DOI:10.1109/AMS.2008.180.
[6] Persoz M O , Dami F , Ciavatta E ,et al.Hot Air Balloon: An Unusual Cause of Multicasualty Trauma Incident[J].Air Medical Journal, 2016:176-179.DOI:10.1016/j.amj.2015.12.014.
[7] Hasham S , Majumder S , Southern S J ,et al.Hot-air ballooning injuries in the United Kingdom (January 1976-January 2004).[J].Burns, 2004, 30(8):856-860.DOI:10.1016/j.burns.2004.05.015.
作者：蒋涵琦，上海科技馆展教中心
编辑：一星期、一人白
科学审核：郭玮宏，中国科学院大学博士、高级工程师
内容来自：上海科技馆
