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飞机从中国飞往北美，航线并不是直接穿越太平洋，而是要在北极上空绕一圈。为什么飞机不选择最短的路线，而要绕这么大一个弯呢？难道是为了欣赏北极的风光吗？

地球是个球体，不是个平面

我们通常用地图来表示地球的表面，但是地图是对地球的一种投影，它不能完全反映地球的真实形状。地球是一个近似的球体，它的表面是弯曲的，而不是平的。

因此，地图上看起来最短的直线，实际上并不是地球表面上的最短距离。要找到地球表面上的最短距离，我们需要用到一个概念，叫做大圆航线。

大圆航线是指通过地球表面上任意两点的最短弧线，它是由这两点和地心所在的平面与地球表面相交所形成的圆周的一部分。如果我们把地球看成一个完美的球体，那么任何两点之间的大圆航线都是唯一的。但是由于地球实际上是一个中间稍微鼓起，两极稍微扁平的椭球体，所以有些两点之间的大圆航线可能有多条，但是它们的长度都是相等的。

那么，从中国飞往美国的大圆航线是什么样的呢？我们可以用一个简单的方法来判断。只需要找到中国和美国的最东端和最西端的城市，然后在地球仪上用一根绳子连接它们，就可以看到大圆航线的大致轨迹了。我们会发现，这条大圆航线会跨越北极圈，而不是太平洋。这是因为中国和美国的经度相差很大，它们几乎位于地球的东西两端，所以从高纬度飞行会更短。

如果用数字来表示，从上海飞往洛杉矶的大圆航线大约是11000公里，而直接穿越太平洋的直线距离大约是14000公里，相差了3000多公里。这就意味着，如果飞机选择从北极上空绕行，它可以节省很多的飞行时间和燃油消耗，从而提高飞行的经济性和效率。

飞机不仅要考虑距离，还要考虑气流

飞机的航线不仅仅取决于距离，还要考虑气流的影响。气流是指空气的流动，它是由大气压力、温度、湿度等因素引起的。气流对飞机的飞行有着重要的作用，它可以给飞机带来顺风或逆风，从而影响飞机的速度和方向。如果飞机能够利用顺风，它可以提高飞行的速度和效率，如果飞机遇到逆风，它就要增加推力和耗油，从而降低飞行的性能和安全性。

在北半球，存在一条高空急流带，它是一条长约1万公里，宽约100-300公里，高约10-15公里的强风带，它的风速可以达到每小时300公里以上，它是由对流层顶部和平流层底部的温差引起的。这条急流带一般沿着中纬度地区的西风带向东移动，它对飞机的飞行有着重要的影响。

飞机从中国飞往美国，它可以利用这条急流带的顺风，提高飞行的速度和效率。因此，飞机会选择稍微偏离大圆航线的路线，从日本经过北太平洋，再到达美国的西海岸。这样，虽然飞行的距离会增加一些，但是飞行的时间会缩短一些，燃油的消耗也会减少一些。这条航线大约是12000公里，比直接穿越太平洋的航线要短2000多公里。

如果飞机从美国飞回中国，它就会遇到这条急流带的逆风，降低飞行的速度和效率。因此，飞机会选择更靠近大圆航线的路线，从美国的西海岸经过白令海峡，再到达中国的东海岸。这样，虽然飞行的距离会增加一些，但是飞行的时间会缩短一些，燃油的消耗也会减少一些。这条航线大约是11500公里，比直接穿越太平洋的航线要短2500多公里。

飞机还要考虑航空管理和国际关系

航空管理是指对飞机的飞行进行规划、指挥、监控和协调的活动，它的目的是保证飞机的安全、顺畅和高效的飞行。国际关系是指不同国家之间的政治、经济、文化等方面的关系，影响飞机是否能够进入或飞越某些国家或地区的空域的重要因素。

在飞机从中国飞往美国的过程中，它需要经过多个国家或地区的空域，比如日本、俄罗斯、加拿大等。这些国家或地区都有自己的航空管理机构，它们对飞机的飞行有着不同的规定和要求，比如飞行高度、飞行速度、飞行路线、飞行许可等。飞机要想顺利地飞过这些空域，就需要遵守这些规定和要求，同时也需要与这些机构进行沟通和协调，以保证飞行的安全和顺畅。

然而，并不是所有的国家或地区都愿意或能够为飞机提供这样的服务，有些国家或地区可能因为政治、经济、军事等原因，对飞机的飞行有着限制或禁止，比如朝鲜、伊朗、叙利亚等。这些国家或地区的空域被称为禁飞区，飞机要想飞过这些空域，就需要获得这些国家或地区的特别许可，或者绕道飞行，以避免发生冲突或危险。

因此，飞机的航线不仅要考虑地理和气象的因素，还要考虑航空管理和国际关系的因素，它需要在这些因素之间进行权衡和平衡，以找到一条既安全又经济的航线。

最短航线

在飞机的国际航行当中由于距离等原因，会规划出一条最短航线，也可以叫大圆航线。

把地球看成一个球体，地面上任意两点，再加上地心就构成一平面，平面与地球表面相交得到的圆周就是大圆。而两点之间的大圆劣弧线才是两点在地表上的最短距离。

举个例子，赤道、晨昏圈、经纬圈其实都属于大圆，而大圆之间的劣弧是小于180°的。

不过需要注意的是，地球其实是一个椭圆体，但是如果按照椭圆体来计划算航线的话会非常复杂，因此大圆航线的计算前提一般是把地球当成一个正球体，再根据相关球面三角形的定律得出了大圆航线的计算公式。

cos S（弧长）=sin B1·sin B2+cos B1·cos B2·cos△L。

航程比较短的时候或者是在低纬度地区，我们所说的平面直线距离和大圆航线距离的差距比较小，因此不太会使用大圆航线。但是如果是北美飞往亚洲的长途旅行，一般都会使用大圆航线，这一条也叫做“北极航线”。

飞机从北美起飞之后，会一路向北，路过北极上空，从北极画个大弧线，再抵达俄罗斯北部上空，最终落地亚洲。

北极航线也是在20世纪90年代苏联解体之后才开始广泛使用的，主要原因有两点：第一是苏联时期的领空权控制非常严格，所以北极航线经过苏联上空这一条件无法实现；第二早期的飞机续航能力比较弱，需要定点进行补给和加油，当时的北极还未建立备降机场和加油点。由于这两点原因，最早北美飞亚洲使用的是北太平洋航线，在途经美国北部的阿拉斯加时进行加油补给，确保能源充足，再向亚洲飞去。

此时一定有人说，既然大圆航线是最短距离，有北极航线就一定也有南极航线吧。虽然大圆航线作为一种通用定义可以放在大部分高纬度航程规划中，但是还是要具体问题具体分析。

所以目前南半球的飞机航行中尚未使用南极航线，最大原因还是南半球的中高纬度地区海洋面积占比大，考虑到安全紧急迫降等因素，南半球基本不使用大圆航线规划航程。

所以我们一般说大圆航线，尤其是横跨太平洋，两地的经度差在180°以上的，是指的北半球的最短飞行航线。那么北极航线的使用除了考虑到是大圆航线，距离可以达到最短以外，还有没有什么其它的原因呢？

北极航线使用原因

人类历史上第一次不间断横穿太平洋的民航飞行记录是由我国创造的，在1997年7月20日，中国南方航空的波音777-200ER，从广州飞往美国的洛杉矶市，全程耗时13小时左右。但是目前来说，我国和美国之间的飞机飞行大多还是选择北极航线，选择这条航线飞行原因主要有以下三点。

第一，在规划飞机飞行的航线时要遵循ETOPS，也就是延程运行。

指飞机的运行航路上有一点到合适机场的距离超过单发巡航速度状态下60分钟飞行或超过一台发动机失效状态下180 分钟飞行的运行，飞机能在这种情况下，按照规定时间飞抵最近的迫降机场。

前文也提到了，如果直接横跨太平洋的话，大部分时间下方都是海洋，并没有备降机场，而航空之中会有许多意外因素影响飞机航行，如果在紧急情况之下需要备降，没有机场的话那就只能坠海了。因此北极航线可以在最大程度上保证飞机的飞行安全，哪怕有意外发生飞机也会有紧急迫降的场所。

第二，经济性更强。航空公司在制定飞行路线时，首要考虑的是安全性，第二就是经济性了。经济性和油耗是密切有关的，如果油耗降低那么经济收益必定是有显著提升的，而油耗又与航行距离有关，因此遵循大圆航线最短距离的北极航线，就是航空公司的首选航线了。

不过北极航线中还有一个非常重要的因素使得油耗减少，就是“风”，中国古话常说“万事俱备只欠东风”，在北极航线中却是“万事俱备，西风决定”，这究竟是怎么一回事呢？先在这里留一个悬念，后文中再详细解释。

第三，政治及科技发展。大家都知道，对于任何一个国家而言，领空权都是十分重要的，因此20世纪90年代以前的苏联对于领空权的严格把控成为了北极航线无法施行最大的阻碍，当时就有韩国的民航客机无意闯入了苏联领空之后被击落的事情发生。

不过在全球化态势不断加强的情况下，各国之间的人口经济往来也更加频繁，各个国家会开放一小部分领空权，以供民航客机飞行使用，北极航线在领空权方面的障碍由此解决。科技的发展方面的表现则是，续航距离更远的飞机出现，如波音747等，可以实现飞越北极的任务。

从北美飞往亚洲大多使用北极航线，可是从亚洲飞往北美则会使用另一个更优的方案，这条航线相较于北极航线会更加靠南一些，从北太平洋的上空掠过，抵达北美地区。明明是同样两个地点之间的飞行，为何在这时又选择了不同的航线呢？原来都是“西风”在作祟。

西风带的影响

如果大家还记得高中地理的相关知识，就会知道其实地球按照纬度来进行划分，是有着“三圈环流”的，北半球的低纬度地区是东北信风带，中纬度是盛行西风带，高纬度则是极地东风带。在了解了这一知识点之后，就很容易解释亚洲北美和北美亚洲为何会选择不同的两条线了。

北极航线指的是北美飞往亚洲时使用的航线，这条航线会经过北极的上空。这条航线的飞行方向是自东向西的，在进入高纬度地区之后，盛行西风的影响会大幅度减弱，这样飞机就会从逆风飞行的状态中脱离出来，受到阻力变小，飞机的油耗也会减少，这是北美航线不走“偏南路线”的原因，毕竟逆风飞行的成本还是很高的。

从亚洲飞往北美时就不会选用北极航线了，因为此时的飞行方向是自西向东，处于中纬度盛行西风带当中刚好是顺风的，因此一般不会绕飞至北极上空，会选用北太平洋航线。这一航线，假如是从我国起飞，会先路过日本，再向北太平洋飞去。盛行西风的推力可以使飞机获得1000km/h以上的对地速度，因此虽然相比北极航线的大圆弧距离变长了，可是飞行所需的时间和油耗却都减少了。

飞行困难

虽然说北极航线已经是一个最优选择了，但是受北极地区自然因素的影响，北极航线的飞行之中还是会遭遇许多困难。在路过北极地区时飞机的罗盘会受到影响，因为两极地区的磁场是最强的，如果飞机上没有GPS导航可以指引飞机航行，飞越北极地区时很容易产生偏航等情况。

而寒冷的天气也是飞机在飞越北极地区时会经受的一大考验，这要求飞机上面的重要装置，都处于能正常运行的状态，不会出现因为温度的骤降而发生停用的状况。如果真的发生了装置停用问题，要在北极地区紧急迫降，飞机内还需要携带保障人们基本安全的求生装备。

除此之外，大家都知道北极地区有美丽的极光，而极光的产生是因为太阳风进入了地球的磁场，由此可见北极的受辐射程度还是很强的。因此经常飞行北极航线，大量的辐射可能会损害人体机能。

北极航道

除了有北极航线以外，北极航道也在近几年频繁出现在人们的视野当中。在全球变暖的影响之下，北极地区的浮冰开始融化，这使得从北极地区通航大型货轮有了可能性。这种情况下，中国与俄罗斯达成了协议，想要开凿出一条“海上丝绸之路”，这条航线正是北极航道的东北段，经过俄罗斯海域。

假如北极航道可以顺利通航，我国的货轮在驶向欧洲时就不必先向西绕过马六甲海峡、苏伊士运河等关卡，直接北上进入北极地区，向西航行抵达欧洲。不仅降低了成本，也具有很强的军事意义，在远洋航行方面可以不再受西方资本主义国家的压制和威胁，通航更加的安全快捷。

综上所述，大家知道了北极航线具体指的是什么，也了解到了规划这条航线的成因。北美和亚洲之间的贸易、人口往来日趋频繁，北极航线的开发和利用正是当下的需求，所以说任何一种方案其实都是在时代的洪流之下应运而生。

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