飛行機雲はどうしてできるのか？

　澄み切った青空を突き抜けていく飛行機雲。まるで飛行機が白い煙を吐き出しながら飛んでいるようですが、飛行機雲は空に浮かぶ雲と同じものです。どうして飛行機が飛んだ跡に雲が現れるのでしょうか。

飛行機雲

　飛行機雲ができるしくみを考える前に空に雲ができる理由を考えてみましょう。空に浮かぶ雲の正体は細かい水や氷の粒です。それらはもともと地上や海上で蒸発した水です。蒸発した水は空気に含まれていきますが、空気は暖かいほどたくさんの水蒸気を含むことができます。

　暖かい空気は軽いので、上空へと昇っていきます。気温は高さが100メートル上がるごとに1 ℃づつ低くなります。上空へ昇る空気はどんどん冷やされます。冷蔵庫に霜ができるのと同じように、空気に含まれていた水蒸気は水蒸気の形ではいられなくなり、細かい水や氷の粒になります。これが雲の正体です。

空に立ち上る雲

　飛行機雲は雲がひとつもない空でも飛行機が飛んだだけでできます。空に雲がないということとは、上空の空気に含まれた水蒸気が水蒸気の形でいられるということです。飛行機雲が空に浮かぶ雲と同じなら、飛行機雲も細かい水や氷の粒でできているはずです。空に雲がないのにどうして飛行機が飛んだ跡に雲ができるのでしょうか。

　飛行機雲を良く観察してみると、飛行機雲が飛行機の主翼のエンジンから出ているのが分かります。エンジンから出る排気ガスには水蒸気が含まれています。飛行機が飛ぶのは高度1万メートルの高さですが、その気温は真夏でもマイナス60 ℃ぐらいになります。飛行機のエンジンから出た排気ガスはあっという間に冷やされて、排気ガス中の水蒸気は細かい水や氷の粒になります。これが飛行機雲として見えるのです。

　このため飛行機雲はエンジンの本数だけできることになります。ですから、エンジンが2基の飛行機は次の写真のように飛行機雲が2本できます。

エンジン2基の飛行機の飛行機雲

　エンジンが4基の飛行機は飛行機雲が４本できます。

エンジン4基の飛行機の飛行機雲　

　ところで、飛行機雲を出していない飛行機が飛んでいるのを見たこともあるでしょう。

飛行機雲を出していない飛行機

　飛行機雲が生じないということは、飛行機の排気ガスに含まれている水蒸気が、水や氷の粒にならずに、水蒸気のままで空気中に存在できるということです。どのようなときに、そのような状態になるかというと、上空の空気に含まれる水蒸気の量が少ないときです。逆に、飛行機雲がなかなか消えないときは、上空の空気に水蒸気がたくさん含まれていて、飛行機雲の水や氷の粒がそのまま残っている状態です。

　飛行機雲がすぐに消える場合には快晴の日が続き、飛行機雲がなかなか消えない場合は天気が崩れる可能性があります。

　アクロバット飛行機が飛行機雲を吐き出しながら飛んでいるところを見たことがあると思います。この飛行機雲は上述の「雲」ではなく、油をエンジンの排気熱を利用して気化した油が上空で冷やされて白い煙となったものです。ですから、これはスモークで飛行機雲ではないのですが、広義で飛行機雲と呼ばれています。人為的に作っているため、飛行機雲を出したり、止めたりすることができるのです。また、油に染料を混ぜると色のついた飛行機雲を作ることができます。

　次の写真は1964年の東京オリンピックの開会式で航空自衛隊のブルーインパルスが飛行機雲で作った五輪のマークです。

ブルーインパルスによる五輪マーク（1964年東京オリンピック開会式）

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