天空的彩筆：「凝結尾」－飛機長尾巴

相信大家常常在台灣的晴朗冬日，看到天空有著拖曳著長長尾巴的飛機飛過頭上，甚至有時看到兩條尾巴交會時，還會以為飛機會在空中相撞。其實這叫做飛機的「凝結尾」，在高空或在地面都可以看得到，氣象學家稱這種現象叫做「成雲現象」，也會造成部份地球大氣環境的影響。本篇文章中，就來跟大家談談，何為飛機的「凝結尾」。

圖片說明：準備降落的國泰航空777 客機，因為地面空氣濕度較高而拖出長長的低空凝結尾（圖片來源：fabg）

凝結尾的成型，基本上和一個條件，也就是「水」有關，大氣學者稱呼為是「成雲現象」。而飛機產生凝結尾主要可分為「高空凝結尾」和「低空凝結尾」，產生的成因和位置也不同，不過共同的條件，就是和「水氣」有密切的關係。

低空凝結尾的成型位置則主要在飛機的機翼部份，這是由於飛機機翼的翼尖與機翼上方（或者翼根處）容易形成低壓的位置，或者可以想像成小型的龍捲風，由於大氣壓力減低，因此空氣中含量過多的水氣就只能以凝結成水的方式來呈現，因此就可以看到濃濃的凝結尾或渦流現象。這種凝結尾的成因很簡單，就只有一個理由：「水氣」，因此要看到這種現象的唯一條件，就是大氣濕度很高的時候才看得到，例如下著毛毛細雨、或者是颱風來臨前的高濕度環境。不過這種凝結尾由於是由機翼的低壓區產生，因此並無法如高空凝結尾一般的持久，往往是飛機飛過的瞬間可以看見細長的凝結尾。

圖片說明：在同一個航路、不同高度的飛機，也能拖出不同長度的高空凝結尾（圖片來源：fabg）

高空凝結尾的成型位置主要在飛機的發動機，這是因為飛機的燃油充滿著濃厚的水汽，在高熱下水氣會以氣態的方式呈現，但是在高空遇冷凝結後呈現液態水，就和雲相同，因此就可以在天空中看到發動機拖著長長的尾巴。不過在高空中要出現凝結尾也並不是如此簡單，成雲現象的主要有兩個，一個是要有「足夠低的溫度」，另外需要「適當的濕度」。一般來說，在「大氣溫度 -40 度以下」、「濕度 30%~60%」的時候就可以產生清晰且持久的凝結尾，因此以臺灣這種亞熱帶國家，就一定要到高空、還要溫度相對較低的秋冬季節，才會出現這種大氣環境。還有一個因素是「高空風」，如果高空風速較大時，則凝結尾消散的速度很快；但風速較低時則消散的速度也會較慢。

圖片說明：高空巡航中的747客機，可見4顆發動機產生的4條凝結尾（圖片來源：fabg）

因此，要看高空凝結尾的話，冬天的晴朗天空有時就可看到飛機拖著一條尾巴飛行，大氣濕度不足時這條尾巴就只能拖一小條，但是濕度足夠時就可看到長長的凝結尾；而低空凝結尾則要在濕度環境高的情況下才看得到，而且也並非所有機型都有。一般來說，噴射機當然是凝結尾的首選，尤其越大型的噴射機，機翼高/低壓差異越明顯時，就越容易有低空凝結尾。

圖片說明：只要冬天碰上藍天，就有機會看到拖著凝結尾的高空飛機（圖片來源：fabg）

如果大氣條件許可，則在某些密集的航路上，飛機就會不斷的拖出漂亮的凝結尾，因此濃密的凝結尾就如同雲一般，會阻擋陽光照射到地面的程度，稱為「地球暗化」。從不好的方面來說，日照程度的減少可能會造成大氣環境的「微量改變」（但目前影響程度還並不很清楚），但從好的方面來說，這現象卻可減緩地球溫室效應的速度。沒想到吧？看似單純的凝結尾，竟然也會對地球產生影響呢！

下次碰上晴朗的冬日時，別忘了嘗試在天空中找尋拖曳著凝結尾的飛機吧！



本文作者│fabg
fabg@運輸邦的部落格作者，從幼年時代追著飛機的軌跡移動、到長大每天仍然與航空業打交道。因緣際會下常常搭飛機、更要每天研究航空業的變化，閒暇之餘透過文字與相片記錄，和愛好航空的朋友們一同分享航空領域的奧秘與樂趣。