机尾云

机尾云（Contrail），或称飞机云、飞机尾迹、航空云、凝结尾，这种现象俗称“飞机拉烟”。是一种由喷气式飞机引擎排出的浓缩蒸汽形成的可见云。形成原因为飞机引擎所排出的高温废气在空气中冷却时，会迅速凝结成微小水滴。

飞机尾迹云存在时间不会太长，通常很快消失，但在条件有利时，可以存在1小时以上，它会随着时间的推移缓慢扩散为数公里宽，二百至四百公尺高的卷云和高积云，影响当地大气。有科学家怀疑持久尾迹会影响全球气候。

形成条件

高度：7000-10000米

气温：-60℃～-41℃之间

形成原理

引擎废气引起的凝结

当喷气式飞机在相当冷且水汽含量较大的高空飞行时，飞机尾部喷出的废气成为人工造云的“气溶胶催化剂”，而机舱外的环境温度通常在零下几十摄氏度，高温废气与空气混合，温度下降，蒸汽达到过饱和的条件，在凝结核上凝结成小水滴或者小冰晶，于是就形成云了。尾迹一旦形成，一般可以维持30-40分钟。

引擎废气引起的凝结碳氢燃料燃烧后的主要产物是二氧化碳和水蒸气。在海拔较高处的低温的环境下，局部水蒸气的增加可以使空气中的水蒸气含量超过饱和点。

这些蒸气之后会凝结成微小的水滴并/或小沉积成为冰晶,成千上万的小水滴和/或冰晶形成了飞机云或凝结尾。云的主要组成部分是在空气中漂浮的水份。在高空过度冷却的蒸汽需要一种触发条件以激发它们的凝结或沉淀。

引擎废气中的微粒正是起着这种触发条件的作用，促使空气中的水蒸气快速的转变成冰晶。飞机云或凝结尾一般在海拔8000米（26000英尺）以上出现，那里的温度低达-40°C（-40°F）。

气压降低引起的凝结

飞机的机翼会引起机翼附近的气压下降，从而导致温度下降。气压和温度下降的综合效应会导致空气中的水凝结并形成后缘涡流。这种效应在潮湿的天气较为常见。后缘涡流常见于起飞和着陆期间客机的襟翼后方，航天飞机着陆期间，以及在执行高强度演习的军用喷气机上部翼的表面。此外，在涡轮风扇引擎通风口周围区域的气压会比周围空气的气压低，并可能导致在高推力装置的通风口形成冷凝雾。

这些类型的蒸汽尾迹与其他由喷气燃料燃烧引起的凝结尾形成对比。喷气机引擎废气产生的凝结尾常见于高海拔地区，并且出现在每个引擎的后部。与之相反，由于气压下降造成蒸气尾迹常见于湿度较高的低海拔区域，并且在翼梢和襟翼后部而不是在喷气机引擎后部。

类似现象

飞行进行特技表演时，拉烟由多种颜色组成，形成美丽的图案。这是为了追求表演性，飞机专门加装了烟雾生成器，燃烧物不完全燃烧，从而产生烟状痕迹，而不是“尾迹云”。

和气候的关系

2019年，一项发表在欧洲地球科学联盟（EGU）期刊《大气化学与物理》上的新研究发现，在适当的条件下，飞机凝结尾迹可以在天空中徘徊，成为轨迹卷云。由于空中交通活动，飞机凝结尾迹造成的卷云对气候的影响将更为显著，到2050年将增加两倍。

2020年11月8日，《环境研究快报》杂志发文称，麻省理工学院的研究人员量化了航空业对气候和空气质量的影响，并按排放类型、海拔和区域进行了细分，结果显示，航空业的发展对空气质量造成的损害，是其对气候伤害的两倍。

飞机云或凝结尾在地球辐射平衡上，扮演着正面的辐射驱动力。研究发现，相比于反射进入地球的太阳辐射（负面辐射驱动力），飞机云或凝结尾更多的阻碍、由地球和大气层放射出的长波辐射离开地球（正面辐射驱动力）。因此，飞机云的总体的网状效应是“正”的，也就是说主要是使气温上升的效应。但是，这种效应在每天和每年的跨度上都各不相同，并且总体上的这种效应大小度量并没有为人熟知：以1992年的空中交通情况来说，这种效应值的估计从3.5mW/平方米到17mW/m²。

另一项研究显示，夜间飞行对这种让气候变暖的效应负有最大的责任：日间飞行只对这种效应的产生起到了25%的作用，而夜间飞行却对这种效应起到了60%到80%的作用。同样的，冬季飞行只占到了每年飞行交通量的22%，却对年平均正面辐射驱动力却起到了一半的作用。

参考资料

飞机云是怎么形成的.澎湃.2023-09-04

好奇心日报|为什么飞机划过天空后会留下云?.网易新闻.2023-09-04

基于 VOCALS-REx飞机观测探究海洋性层积云中气溶胶-云相互作用.中国气象局.2023-09-04

空中交通的日循环和年循环对于轨迹辐射强迫的重要性.施普林格自然.2023-09-04

为何飞机可以拖出“云”？.中国气象局.2023-09-04

飞机经过为何留下一道白烟?飞机“放屁”导致大气破坏!有利有弊.今日头条.2023-09-04