飛行機が空に白い筋を残す理由

ほとんど青い空を見上げて、真っ白な線が地平線を縦横に横切るのを見たことがある人や、飛行機が上空を通過するときに煙を吐き出すのを見たことがある人は、「あれは何が原因で起きるのだろう？」と疑問に思ったことがあるかもしれません。凝縮した雲、略して飛行機雲は、車の排気管から見えるような単なる排気ガスではありません（似ていますが）。そして、もちろん「ケムトレイル」でもありません。

飛行機雲は、ジェット機の燃焼エンジンの標準的な副産物である煤粒子に結晶化した凍結した水蒸気です。簡単に言うと、「飛行機雲は人工の雲です」と、航空の環境への影響を研究しているケンブリッジ大学の工学教授スティーブン・バレット氏は言います。「飛行機雲は、最初は長くてまっすぐなことを除けば、自然の巻雲とほとんど同じです」と、同氏はポピュラーサイエンス誌に語っています。飛行機がマインドコントロールの化学物質を撒き散らしているという陰謀説は正しくありませんが、飛行機雲は地球に悪影響を及ぼしています。

飛行機雲はどうやって形成されるのでしょうか?

水蒸気とほこりのように単純なものであるにもかかわらず、飛行機雲は必ずしも飛行機の跡に形成または残るわけではない。ジェット気流の蒸気が結晶化するには、大気の状態がちょうど良いことが必要である。つまり、水が蒸発しないほど湿っていて、かつ凍結するほど冷たくなければならない。「十分に冷たく、または十分に湿った空気は、氷の過飽和状態と呼ばれます」とバレット氏は言う。

他の大気高度と比較すると、氷の過飽和は標準的な商業ジェット機の巡航高度（約35,000フィート）では比較的よく見られる。それでも、それが起こるのは5～10％程度に過ぎない、と彼は付け加えた。

飛行機雲が続く時間、つまり「持続性」も条件によって左右される。暖かくて乾燥した空気であれば、飛行機雲は数秒から数分で消えることが多いが、寒くて湿気のある条件が重なると、飛行機雲は最長 6 時間も空に広がり続ける可能性があるとバレット氏は説明する。

飛行機雲は気温や空気中の水分量と密接に関係しているため、季節や地域によって変化すると、ロンドン大学インペリアル・カレッジの交通環境学教授マーク・ステットラー氏は言う。多くの場所では、春と秋に飛行機雲がよく見られる、とステットラー氏は指摘する。

飛行機雲は危険ですか？

ある程度は影響があるが、人間の健康に直接影響するわけではなく、おそらくあなたが期待するような影響でもないだろう。バレット氏とステットラー氏の両氏が行った研究を含め、増え続ける科学的研究は、飛行機雲が累積的に温暖化効果をもたらし、人為的な気候変動の一因となっていることを示している。

もちろん、飛行機は飛行するために化石燃料を燃やし、大気中に二酸化炭素を排出するため、飛行機旅行は気候変動の一因となっている。しかし、飛行機雲の熱効果は、航空による温室効果ガス排出とは異なる別の現象である。そして、その影響は驚くほど強力である。

「飛行機雲は、航空産業から排出される二酸化炭素と同程度の温暖化を引き起こします」とバレット氏は言うが、重要な違いが 1 つある。飛行による二酸化炭素排出は累積的で、何十年にもわたって蓄積されるが、飛行機雲は一時的なもので、わずか数時間で消えてしまう。「つまり、飛行機雲の最後の 6 時間は、過去 60 年間の [航空産業の] 二酸化炭素と同程度の温暖化を引き起こしているということです。これはかなり強力なてこです」と同氏は言う。

言い換えると、飛行機雲は、自動車の排気ガスから農業、家の暖房まで、あらゆるものを含めた、人間が引き起こす年間の温暖化全体の約 2% を占めるとステットラー氏は説明しています。2% は大したことないように思えるかもしれませんが、ある情報源によると、商業航空の交通量は今後 30 年間で 2.5 倍に増加すると予測されており、地球が危機に瀕しているときには、すべてが重要になります。

飛行機雲はどのようにして気候を温暖化するのでしょうか?

飛行機雲は他の雲と同様に明るい白色で断熱性があるため、光と熱を反射し、また熱を閉じ込める。晴れた日には、飛行機雲は同時に 2 つの働きをする。飛行機雲は「毛布のような働き」をし、地球の表面から放射される熱が宇宙に逃げるのを防ぐ、とバレット氏は言う。これが温暖化効果である。同時に、宇宙からの太陽光を地球の表面から反射し、冷却効果ももたらす。残念ながら、太陽が輝いているときでも、一般的には毛布効果が反射効果を上回る、とバレット氏は言う。

そして、太陽が沈むと、勝負は決まらない。夜間には、飛行機雲が反射する宇宙線はなく、閉じ込められるのは熱だけだ。飛行機雲は永久に消えないが、地球の表面に跳ね返る熱は、最初の障害がなくなったら奇跡的に逃げ出すことはない。さらに、一度に非常に多くの飛行機が空を飛んでいるので、条件が整えば、すでに別の飛行機雲がそこにあり、消散したものを補っている可能性が高い。

どうすれば解決できるでしょうか?

氷の過飽和領域は大気中に非常に広範囲に広がるが、非常に薄い場合が多いとバレット氏は言う。つまり、飛行機雲が発生する条件が整う高度よりわずかに上または下を飛行することで、パイロットは氷の過飽和領域を回避できる。多くの場合、1,000フィート程度の調整で済む可能性があり、「巡航高度に比べればかなり小さい」と同氏は付け加える。言い換えれば、飛行ルートをほんの少し変更するだけで大​​きな違いが出る可能性がある。

ステットラー氏によると、現在、高度 35,000 フィートの大気の状態を予測するのはあまり得意ではない。「そのためのデータはそれほど多くなく、気象学者にとって大きな優先事項ではありませんでした」と同氏は説明する。しかし、研究者たちは大気の状態を予測し、それに応じて飛行を計画する能力を向上させるために取り組んでいる。当面は、パイロットが現在乱気流を最小限に抑えるために行っているように、リアルタイムで状況に対応し、飛行機雲がはっきりしたらすぐに高度を調整するだけで、地球への影響を大幅に減らすことができるかもしれないとバレット氏は言う。

すでに、Google、Breakthrough Energy、複数の航空会社が参加した小規模な予報実験が行われています。しかし、飛行機雲を最も効果的に軽減する方法をより深く理解するには、さらに大規模なテストが必要です、とバレット氏は指摘します。「それがまさに次の課題です。スコットランドの空域全体、あるいは大西洋の航路の大部分など、私たちが次に目指すべき領域です。」

しかし、飛行機雲を制御できたとしても、航空業界はさらに多くのことをする必要がある、とステットラー氏は指摘する。「飛行機雲の影響を減らすことは、航空業界の二酸化炭素排出量を軽減する対策に代わるものではない」と同氏は言う。結局のところ、飛行機雲が一気に消えたとしても、何十年にもわたって二酸化炭素排出量が残る懸念がある。

このストーリーは、ポピュラーサイエンスの「何でも聞いてください」シリーズの一部です。このシリーズでは、ありふれたものから突飛なものまで、皆さんの最も突飛で頭を悩ませる質問にお答えします。ずっと知りたいと思っていたことはありますか? ぜひ聞いてください。