皆さんこんにちは！
天気の良い日に空にかかる一筋の飛行機雲。一見、きれいですが、この飛行機雲は地球温暖化の原因になっているのです。
世界的に飛行機雲を抑制しようと研究が行われています。
飛行機雲の影響
飛行機雲
飛行機雲は、航空機のガスタービン エンジンが大気中の低温の水蒸気が飽和した領域に煤粒子
を放出すると形成されます。煤粒子は凝結核を形成し、発生した液滴は凍結して氷の結晶となり、飛行機雲を形成します。
図 1. 2019 年の航空便による正味放射強制力。出典: 報告書「2019 年から 2021 年までの世界航空飛行機雲の気候影響」、2024 年より。
温暖化の飛行機雲
すべての飛行機雲が地球温暖化に寄与するわけではありません。ほとんどの飛行機雲は長くは
続きませんが、ごく一部は長く続き、持続する巻雲に変わり、地球への熱放射量と地球からの
熱放射量を変化させます。すべての飛行機雲のうち、約 2% が、図 1 に示す温暖化効果の 80% に寄与しています。
この図は、飛行機雲による正味の放射強制力、RF (つまり、気候温暖化効果) を示していま
す。色は、図の下部のスケールに表示されている mW/m2 単位の正味 RF を示しています。
この研究では、温暖化飛行機雲の主な領域がヨーロッパ、北大西洋、米国東部にあることに
注目してください。これらは、巻雲に変わる持続的な飛行機雲の条件が最も一般的である領域です。
最近の研究では、飛行機雲による地球温暖化は二酸化炭素による影響よりも大きい可能性があ
るとされています（飛行機雲が60%、二酸化炭素が35%、残りがNOxやその他の排出物によ
るという報告もあります）。そのため、近年、飛行機雲の形成、影響、そして温暖化を引き起こす飛行機雲を避ける方法に関する研究に多くの関心が寄せられています。
地球温暖化に対する飛行機雲の重要性は航空輸送にとって朗報です。なぜなら、SAF や新しい
推進コンセプトに変更して CO2 排出を回避するための困難な取り組みよりも、緩和措置を達成する方がはるかに簡単だからです。
最近の研究では、衛星による大気の情報と気象データを組み合わせて、温暖化による飛行機雲
が発生する恐れのある大気の部分を予測する手法が構築され、その情報を使って、これらの
領域で飛行機雲が発生すること、また、飛行経路を変更する航空機が飛行機雲を発生しないようにしていることが検証されています。
図 2 は、航空機の高度を変更することでこのような回避を行う方法を示しています。
図 2. 飛行機雲回避の原理。出典: Leeham Co.
黒い線は、航空機の飛行ミッションの典型的な高度プロファイルです。33,000 フィート
(FL330) で上昇が終了すると、航空機はこの高度で 1 時間巡航します。燃料負荷が減り、
より高い高度が最適になると、航空機は 35,000 フィート (FL350) まで上昇し、降下点に達するまでその高度に留まり、航空機は目的地に向かって降下します。
飛行機雲予測システムは、巡航区間の高度 34,000 ～ 38,000 フィート付近で飛行機雲が
温まるリスクがあると指摘しました。そのため、航空機は巡航上昇を避け、当初の巡航高度
である 33,000 フィートに留まります。ミッションの最後の部分で巡航高度が最適でなかったため、燃料消費量が増加します。
2021年にヨーロッパで最初の飛行機雲回避実験が始まって以来、多くの実験が行われてき
ました。実験結果によると、飛行機雲回避は航空輸送による地球温暖化に非常に良い影響を与
えることが示されています。ヨーロッパで最近行われた実験をいくつか見てみましょう。
飛行機雲回避のプラスの影響は、燃料消費の増加によって発生する余分なCO2を10倍以上上回ります。
地球温暖化緩和における簡単な解決策
飛行機雲による地球温暖化の範囲、温暖化している飛行機雲の領域を確実に予測する方法、
温暖化している飛行機雲を回避するために余分な燃料消費がどれくらいかかるか、航空管制が
必要なルート変更をどのように処理するかなどについて、決定的な知識を得るには、まだ多くの研究とテストを行う必要があります。
しかし、これまでのところ、温暖化を引き起こす飛行機雲の回避は二酸化炭素排出の回避より
もはるかに簡単に実行できること、また、ルートを少し変更するだけで気候に大きな影響を与
える可能性があることが分かっています。これが、現在行われている研究と試験を非常に興味深いものにしているのです。
飛行機雲の影響を緩和するための明確化を目指す研究
エアバスと10の欧州パートナーがPACIFICプログラムを開始
エアバスとヨーロッパ4カ国10社のパートナーからなるコンソーシアムは今週、二酸化炭素以
外の排出物が地域の大気質と気候に与える影響を評価するための調査を開始しました。燃料組
成とエンジンサイクルに関連する粒子状排出物、大気質、気候への影響（PACIFIC）と呼ば
れるこの研究プログラムは火曜日、トゥールーズで行われたエアバスサミットで発表され、主に飛行機雲に焦点を当てる予定です。
エアバスの研究・技術プログラム責任者マーク・ベントール氏によると、PACIFICプロジェ
クトでは、A350機体とロールスロイス社製エンジンを地上試験に使用し、異なる燃料混合が
飛行機雲の形成にどのような影響を与えるかを評価します。同氏は、制御された環境を維持で
きるこのアプローチにより、A320ジェット機によるこれまでの飛行試験で収集されたデータよりも広範なデータが得られるだろうと述べました。
プログラムのパートナーは、持続可能な航空燃料のさまざまなブレンドを使用することで、
飛行機雲を形成する煤粒子と氷の結晶を減らすことができるという理論をテストすることを
目指しています。新しいテスト手法は、ドイツの航空宇宙研究機関 DLR での実験室規模の
実験と、トゥールーズでエアバスが実施した航空機エンジン全体のテストに基づいて、燃焼パラメータの一貫性とハードウェアの類似性を確保することを目的としています。
研究は、燃料の燃焼中に煤がどのように形成されるかを理解し、予測ツールによって煤がいつ
どのように航空機の排出物に含まれるかを効果的に予測する方法を確立することに重点が置
かれます。テストでは、エンジンをさまざまな出力レベルで稼働させたときに放出される微粒子の量を分析します。
飛行機雲の影響を軽減する方法
PACIFIC のパートナーは、燃料規制に関する決定をサポートするために、さまざまな航空機
燃料オプションのより信頼性の高い費用対効果分析の開発を目指しています。その結果、飛行
機雲が機構に与える影響 や、エンジン設定と燃料使用のさまざまな組み合わせによって飛行機雲の形成がどのように変化するかについて、より広範な理解が得られるはずです。
「飛行機雲に関する不確実性が、飛行機雲の緩和を困難にしている」とベントール氏はエア
バス・サミットで語りました。「しかし、飛行機雲が気候に総合的な温暖化効果をもたらすという点では合意が得られており、我々は飛行機雲を真剣に受け止める必要がある」
航空環境連盟のディレクター、ティム・ジョンソン氏によると、政策担当者は、例えば二酸化
炭素排出量の影響を増大させる可能性のある新たな規制による予期せぬ結果を避けるために、
飛行機雲の背後にある科学についてより確信を持つ必要があるということです。「飛行機雲
について何か対策を講じることで、すぐに大きな変化をもたらすことができます。なぜなら、
気候変動による同様の恩恵を得るには、大量の二酸化炭素削減が必要だからです」と同氏はコメントしました。
2024年11月、NASAとGEエアロスペースは、飛行機雲がどのように形成されるかをより深く
理解するために、共同の飛行機雲光学厚み実験を開始しました 。両社は、NASAラングレー
研究センターのガルフストリームIIIを使用してGEのボーイング747飛行試験機を追跡し、ライダー技術を使用して飛行機雲をスキャンして3D画像を生成します。
NASAとGE、飛行機雲研究のための飛行試験を計画
GEエアロスペースのボーイング747飛行試験機が飛行機雲の研究に使用されます。
GE エアロスペースは、来週の一連の飛行試験を通じて飛行機雲に関する理解を深めるため、
NASA と提携しました。飛行機雲光学深度実験 (CODEX) の一環として、NASA ラングレー
研究センターのガルフストリーム III は、GE エアロスペースのボーイング 747 飛行試験機を飛行中に追跡し、その飛行機雲を研究します。
NASA は、光検出および測距 (LIDAR) 技術を使用して、747 機の後ろの飛行機雲をスキャ
ンします。LIDAR により、NASA は飛行機雲の 3D 画像を生成し、その動きに関する洞察を提供できるようになります。
「最新の検出技術で飛行中の飛行機雲の挙動を理解することが、私たちがイノベーションを前
進させる方法です。これらのテストは、効率と排出量を大幅に改善する次世代航空機エンジン
技術を進歩させるための重要な洞察を提供します」と、GEエアロスペースの未来飛行技術担当ゼネラルマネージャー、アルジャン・ヘーゲマンは述べています。
飛行機雲は、飛行機が冷たく湿った空気の中を飛行するときに発生し、氷の粒子雲になりま
す。これは気候に温暖化の影響を与えると考えられています。業界では、その影響の範囲と、
技術が二酸化炭素以外の排出量の削減に役立つかどうかを調べるために、飛行機雲の研究をますます進めています。
7月のファーンバラ国際航空ショーで、業界の最高技術責任者らは、航空の非CO2影響に関する政府による研究プログラムの強化を求めました。
「NASAは、全体的な気候への影響と経済トレードを考慮した将来の飛行機雲管理の運用上の
決定に対する自信を高めるために、飛行機雲に関する科学的理解を深めています」とNASA
の持続可能な飛行国家パートナーシップのマネージャー、リッチ・ウォールズ氏は述べまし
た。「私たちは、この初めての飛行実験で、再び協力者であるGEエアロスペースと協力できることを嬉しく思っています。」
一方、NASA は、飛行機雲の形成を研究するのに適した気象条件を特定するために、ドイツ
航空宇宙センター (DLR) および GE 航空宇宙部門の サタビア と協力する予定です。
DLR は、飛行機雲が形成される地域の高度と大きさを予測するのに役立ちます。サタビアは、飛行機雲の予報と管理サービスを提供しています。
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