飛行機雲はビジネス航空にとって課題とチャンスをもたらす

皆さんこんにちは！

地球温暖化の原因とされているのは、温室効果ガスの二酸化炭素です。そしてその温室効果ガ

スを閉じ込めるのが「雲」です。それは航空機が発生する「飛行機雲」も同じです。

飛行機雲はビジネス航空にとって課題とチャンスをもたらす

持続的な飛行機雲は広がり、融合して航空機誘起巻雲を形成し、気候温暖化に影響を与える可能性があります。

インペリアル・カレッジ・ロンドンは、航空機の運航の違いが飛行機雲の持続性に与える影響

に関する研究結果を発表した8月のプレスリリースで、「プライベートジェットが最も悪い犯

人だ」と大胆に宣言しました。これは、すでに持続可能性に対する世間の認識に苦しんでいる

ビジネス航空業界にとって良いニュースではありません。

しかし、すべてが失われたわけではない。5月に航空持続可能性ソリューションプロバイダー

の4AIRが行った飛行機雲の調査では、ビジネス航空の飛行高度をわずかに調整するだけで、

CO2のトレードオフなしに飛行機雲が環境に与える影響を大幅に減らすことができることが判

明しました。

飛行機雲は、暖かく湿ったエンジンの排気ガスと周囲の冷たい空気が混ざることで形成されま

す。大気中の氷が過飽和な領域では、飛行機雲の氷晶が成長し、そこから飛行機雲が持続し、

広がり、他の飛行機雲と融合して航空機による巻雲を形成します。

日中、巻雲は太陽光を反射し、地球の気候を冷却する効果があります。しかし、夜間には、巻

雲は地球の熱を閉じ込め、温暖化効果をもたらします。飛行機雲は全体的に温暖化効果があり

航空機の二酸化炭素排出量よりも気候への影響が大きいというのが一般的な理論です。

しかし、この温暖化の規模は極めて不確実です。航空業界では、飛行機雲を理解し、その気

候への影響を定量化し、その影響を緩和するための複数の研究とテストが進行中です。この研

究のほとんどは民間航空機に焦点を当てていますが、ビジネスジェットにも同様に当てはまります。

インペリアル・カレッジの研究は、航空交通データと衛星画像を照合し、飛行機雲の特性と発

達における航空機の種類の役割を特定することで、飛行機雲を制御する要因を定量化すること

を目指しました。64,000件の事例に基づくこの研究では、効率の高い航空機ほど、より長く

続く飛行機雲をより頻繁に形成することがわかりました。研究者によると、これは主に飛行高

度の上昇によるものだということです。さらに、ビジネスジェットは、小型エンジンによる

燃料流量の減少にもかかわらず、高高度を飛行するため、より長く続く飛行機雲を形成するこ

とがわかったのです。

インペリアル カレッジは、NASA-NOAA GOES-16 気象衛星の画像を使用して、畳み込

みニューラル ネットワークで北大西洋西部の飛行機雲を特定しました。これらの画像は、

FAA の交通流管理システムからの航空機位置レポートと、フライト番号を使用して航空機とエ

ンジンの組み合わせと照合されました。結果として得られたデータセットには、フライト レ

ベル370 (FL370) (気圧高度 37,000 フィート) 付近を飛行する古い航空機、FL400 付近を飛

行する最新の航空機、FL410 を超えるビジネス ジェットが含まれていました。

研究者らは、効率の高い航空機は、周囲の空気温度が低い高度を飛行するため、衛星で検出可

能な寿命の長い飛行機雲を発生させると結論付けました。また、研究対象地域の航空機は、北

方でよく見られる乾燥した成層圏ではなく、対流圏を飛行することが多いため、持続的な飛行

機雲の発生頻度が高くなる可能性が高いと指摘した。

インペリアル カレッジがどこに焦点を当てるかは重要であり、研究対象となった亜熱帯大西洋

地域の結果は、ほとんどのビジネス ジェットが飛行する地域に必ずしも当てはまるわけではな

いと、4AIR のケネディ リッチ学長は述べています。もう 1 つの要因は、ほとんどのビジネス

ジェットの高度性能です。最高高度は 51,000 フィートです。「さらに高く飛ぶと、

飛行機雲はまったく発生しません」とリッチ学長は述べています。「[インペリアル カレッ

ジ] の研究では、この点が考慮されていません。」

4AIR が実施した飛行機雲の調査では、ボンバルディア、エンブラエル、ガルフストリームの

7 種類の異なる 34 機のビジネス ジェット機による約 16,900 回の飛行から得られた、公開さ

れている自動従属監視ブロードキャスト (ADS-B) データが使用されました。このうち 11 機

はヨーロッパを拠点とし、23 機は米国を拠点としていました。航空機はこれらの地域を飛行

することに限定されず、データには多くの世界各地への飛行が含まれていました。

4AIR の研究では、インペリアル カレッジの研究のように、航空便と衛星画像で観測された飛

行機雲を照合することはありませんでした。その代わりに、研究者は過去の気象データに基づ

く飛行機雲予測モデルを使用しました。「このモデルは飛行機雲を予測する主要なモデルでは

ありますが、その結果を確認するための観測データは含まれておらず、モデルは本質的に不完

全で不正確である可能性がある」と研究では警告しています。

4AIR は、全機体について、飛行機雲が発生する飛行時間のうち約 1.1% が飛行機雲発生地帯

で過ごされていることを発見しました。これは飛行機の位置によって異なります。ヨーロッパ

を拠点とする航空機は、飛行機雲が発生する飛行時間の平均約 2.1% と、より多くの時間を飛

行機雲が発生する地域で過ごしていますが、米国を拠点とする航空機は 0.7% です。

4AIR の報告書では、飛行機雲が発生しやすい地域での飛行時間の相対的な差は、巡航高度に

関係している可能性が高いとしています。「飛行機雲が発生する地域は通常、FL330～430

の間に発生するため、その範囲を超える巡航高度に到達したフライトが多い航空機は、飛行機

雲が発生する地域での飛行時間が短いという相関関係にある」と研究は述べています。

「43,000フィートを超える高度では何も見られなかった」とリッチ氏は付け加えています。

最も温暖化の影響が大きい飛行機雲は、FL350 から FL400 の間に形成されました。EU ベー

スの航空機は、これらの高度で巡航レベルで飛行したフライトが 18.7% でしたが、米国ベー

スの航空機では 4.4% でした。「米国と EU には、同じ種類の航空機が 2 つ並行して存在しま

す」とリッチ氏は言います。「EU の航空機は、同様のミッション プロファイルであって

も、飛行機雲を発生するほど低空飛行することが多くなります。そのほとんどは航空管制

(ATC)と運用規則によるもので、緩和できる可能性が大きいことを意味します。」

EU ベースの航空機は、FL380～420 の巡航高度で最も頻繁に飛行しており、飛行の 43.1%

を占めるのに対し、米国ベースの航空機は 8.1% でした。調査では、米国ベースの航空機

の飛行の 49.3% が FL420 以上の高度で飛行したのに対し、EU ベースの航空機は 9.6% で

あることがわかりました。そのため、米国ベースの航空機は、同様の機種を比較しても、飛行

機雲が形成される領域で過ごす時間が短くなりました。

「最も大きな気候への影響は、飛行機雲が持続すること、つまり多数の飛行機雲が合体したホ

ットスポットが発生することによる」とリッチ氏は言います。持続して成長する飛行機雲は、

すぐに形成されて消えてしまう飛行機雲よりもはるかに大きな影響を持ちます。持続時間が長

い飛行機雲は、地球から発せられる熱を吸収したり、太陽光を宇宙に反射したりする時間が長

いことがわかっています。

4AIRは、データセット内のフライトによって形成された飛行機雲は約2.5時間続いたと推定し

ています。EUを拠点とする航空機が形成した飛行機雲の持続時間は3時間と推定されています

が米国を拠点とする航空機の場合は2.2時間であり、これがEUのフライトが飛行時間当たり

の飛行機雲の影響が大きかった一因であると研究は述べています。

「私たちは、飛行機雲を緩和する本当のチャンスを見つけるために、調査対象のフライトを拡

大し、より多くの予測を始めました」とケネディ氏は言います。「その多くは航空管制に関連

するものであることがわかったので、何が現実的かを理解する必要があります。飛行機雲の形

成を避けるためにフライトがどれだけ上昇または下降できるかは、航空管制の変化への対応能

力によって制限されます。より現実的な評価が必要です。」

4AIRが運航者に提供するサービスの一つは、EU排出量取引制度に基づき2025年から運用が

開始される持続的な飛行機雲や窒素酸化物の排出など、CO2以外の影響に関する新しい監視、

報告、検証システムへの準拠です。

この制度は EU 域内の航空旅行のみを対象としており、運航会社は EU が飛行機雲予測モデル

で実行できるように、自社のフライトに関する ADS-B データを提供します。4AIR も同じモデ

ルを使用しています。「測定を開始したら、モデルの更新を開始できます」とリッチ氏は言い

ます。「今後 3 年間で、[持続的な飛行機雲の形成を回避するために] 何ができるかについて

理解を深めることができます。」

4AIR の研究では、「ビッグ ヒット」、つまり飛行距離に比例して飛行機雲の影響が非常に

大きく、その影響が CO2 の影響をはるかに上回る飛行を特定しようとしました_。データセッ

ト全体のうち飛行機雲を発生させたのは 17.9% の飛行のみだでしたが、モデルによって計算さ

れた全体的な飛行機雲の足跡の大部分は、この「ビッグ ヒット」基準を満たす飛行から生じた

と研究は述べています。

わずか 17 便 (0.1%) の飛行が、1 年間の航空機全体の飛行機雲の足跡の 26% 以上を占めま

した。データセット内の約 16,900 便のうち約 50 便 (0.3%) が飛行機雲の影響全体の 51%を

占め、約 123 便 (0.73%) が 75% を占めました。

「緩和策により、年間を通じてわずか50回の飛行で飛行機雲への曝露を回避または最小限に抑

えることができていたなら、サンプル全体の飛行機雲の影響の51％を回避できたはずだ」と研

究は述べています。

「すべてのフライトで緩和策を講じる必要はありません」とリッチ氏は言います。「これは簡

単にできる取り組みです。ホットスポットがどこにあるかを知るためだけに燃料を犠牲にする

必要はありません。そして、それをオペレーターレベルで取り入れる必要があります」。

同氏は、ForeFlight が、飛行計画ツールを通じてオペレーターが飛行機雲が形成される可能性

のあるエリアを視覚化する方法を開発中であると指摘。

ビジネス航空の問題規模は商業航空の場合よりはるかに小さいが、飛行機雲は目立つため、人

々の注目を集め、持続可能性に関する業界のイメージ問題をさらに悪化させる可能性があります。

「すべての航空業界がこれに焦点を合わせる必要がある」とリッチ氏は言います。「しかし、

ビジネス航空の場合、飛行機雲を軽減する機会が非常に多く見つかった。」

「これらは、高度 45,000 フィートを超える航空機です」と彼は続けます。「航空会社の運航

高度は、飛行機雲形成帯のちょうど中にあります。ビジネス航空には、この問題を軽減する大

きなチャンスがあります。また、すべてのフライトを軽減する必要はありません。ホットゾー

ンと、そのエリアに他の航空機がいて飛行機雲を作っている時間帯を特定し、それらのフライ

トだけを軽減することができます。」