为什么飞机会在天空中留下白色条纹 _飞机

喷气式飞机飞过的尾迹云在犹他州沙漠上空划过。图片来源：Tonywestphoto by Getty Images
据《大众科学》（劳伦·勒弗）：如果你曾经抬头看一片湛蓝的天空，看到笔直的白线纵横交错地穿过地平线，或者看着一架飞机从上方飞过时喷出一股烟羽，你可能会想，“这是什么原因？”凝结尾迹，简称尾迹，并不像你从汽车排气管上看到的那样，只是废气（尽管它们很相似）。不，它们也绝对不是“化学尾迹”
相反，它们是在烟尘颗粒上结晶的冷冻水蒸气，这两种颗粒都是喷气式飞机内燃机的标准副产品。简而言之，剑桥大学研究航空对环境影响的工程学教授斯蒂芬·巴雷特说：“轨迹是一个人造云。” 。“它们与天然卷云非常相似，只是它们最初又长又直，”他告诉《大众科学》。尽管关于飞机分发精神控制化学物质的阴谋论是不正确的，但飞机尾迹正在对行星产生负面影响。
飞机尾迹是如何形成的？
尽管像水蒸气和灰尘一样简单，但飞机尾迹并不总是形成或徘徊。大气条件必须恰到好处，才能使喷气蒸汽结晶：足够潮湿，水不会蒸发，足够凉爽，水会结冰。巴雷特说：“足够冷或足够潮湿的空气被称为过饱和冰。” 。
与其他大气高度相比，冰过饱和在标准商用喷气式飞机巡航高度（约35000英尺以上）相对常见。然而，他补充道，这种情况只发生在大约5%到10%的时间里。
轨迹持续的时间长度或其“持久性”也取决于条件。Barret解释说，温暖干燥的空气通常意味着它们会在几秒钟或几分钟内消散，但正确的冷湿配方可能会让尾迹云停留长达六个小时，在天空中广泛传播。
伦敦帝国理工学院交通与环境教授Marc Stettler表示，由于飞机尾迹与温度和空气湿度密切相关，它们会因季节和地区而异。斯特特勒指出，在许多地方，它们在春季和秋季更为常见。
飞机尾迹危险吗？
有点——但对人类健康没有任何直接的影响，可能也不是你所期望的那样。越来越多的科学研究，包括Barrett和Stettler进行的研究，表明飞机尾迹会累积产生变暖效应，导致人为气候变化。
当然，航空旅行会导致气候变化，因为飞机燃烧化石燃料飞行并向空气中添加二氧化碳。但飞机尾迹的热效应是一个独立的现象，与航空业的温室气体排放不同。这是一个令人惊讶的强大影响。
巴雷特说：“航空产生的尾迹造成的变暖与航空产生的所有二氧化碳一样多，但有一个关键区别。” 。飞行产生的碳排放是累积的，在几十年内累积起来，而飞机尾迹是暂时的，只需几个小时就会消散。“这意味着最后六个小时的飞机尾迹造成的变暖与过去60年的（航空）二氧化碳一样多。这是一个相当强大的杠杆，”他说。
换句话说，Stettler解释说，在任何一年中，飞机尾迹估计占人为造成的所有变暖的2% ，这包括从汽车排放到农业再到供暖的一切。2%可能看起来不多，但一些消息来源估计，在未来30年内，商业空中交通将增加2.5倍，当地球处于危险之中时，一切都很重要。
飞机尾迹是如何使气候变暖的？
由于尾迹和其他云一样是明亮的白色和隔热的，它们反射光和热，也会将其捕获。在阳光明媚的日子里，尾迹同时做两件事。巴雷特说，它“就像一条毯子”，防止地球表面的热辐射逃逸到太空——这就是变暖效应。同时，它还将来自太空的阳光反射到远离地球表面的地方，起到冷却作用。不幸的是，即使在阳光明媚的时候，通常毯子效应也会超过反射器效应，巴雷特说。
当太阳落山时，没有竞争。在夜间，没有空间光线让飞机尾迹反射，只有热量让它们被困住。尽管尾迹是短暂的，但一旦最初的障碍消失，它们反弹回地球表面的热量并不会奇迹般地逃逸。此外，任何时候都有这么多飞机在空中，如果条件合适，可能已经有另一条轨迹在那里，以取代消散的任何东西。
我们如何解决这个问题？
Barrett说，冰过饱和区域在大气中可能是非常广泛的带，但它们通常很薄，这意味着飞行员可以通过稍微高于或低于适合尾迹的条件来避开它们。他补充道，在许多情况下，可能只需要调整1000英尺左右，“相对于巡航高度来说很小” 。换句话说，稍微改变一下飞行路线可能会产生很大的影响。
Stettler说：“目前，我们并不擅长预测35000英尺高空的大气条件。” 。他解释说：“没有大量的数据，这也不是气象学家的首要任务。” 。但研究人员正在努力提高我们预测大气条件并相应地规划飞行的能力。巴雷特说，在此期间，简单地像飞行员目前所做的那样实时应对情况，以尽量减少湍流，并在出现尾迹后立即调整高度，可能会大大减少全球影响。
已经有一些小规模的预测试验，包括一项涉及谷歌、突破能源和多家航空公司的试验。但巴雷特指出，需要更多的大型测试来更好地了解如何最好地缓解尾迹。“这真的是下一个挑战——比如说整个苏格兰领空或大西洋的大部分航线——这就是我们下一步需要去的地方。”
然而，斯特特勒指出，即使我们控制住了飞机尾迹，航空业仍需要做更多工作。他说：“减少飞机尾迹的影响不应取代或替代减少航空二氧化碳排放的行动。” 。毕竟，如果所有的尾迹在最后一次喷射中消失，仍有数十年的挥之不去的排放需要担心。