気温が高いと飛行機の離陸が難しくなるのはなぜですか?

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世界中で気温が上昇しているため、一部の空港では飛行機の離陸が困難になっており、民間航空業界に新たな課題をもたらしている。

CNNによると、暑い天候が頻繁になるにつれ、離陸困難の問題が増加する可能性があり、航空便の増加によって航空会社はフライトの遅延や欠航を余儀なくされる可能性がある。

「航空機が離陸時に直面する根本的な課題は、機体が非常に重く、重力によって地面に固定されていることです」と、英国レディング大学の大気科学教授、ポール・ウィリアムズ氏は説明します。「重力を克服するために、航空機は揚力を生み出す必要があります。つまり、空気を使って機体を上昇させるのです。揚力は多くの要因に左右されますが、最も重要な要因の一つは空気の温度です。空気は温まると膨張するため、機体を上昇させる分子の数が少なくなります。」

ウィリアムズ氏によると、気温が3度上昇するごとに、航空機の揚力は1%減少する。「そのため、極端な気温では飛行機の離陸が困難になります。本当に極端な状況では、飛行機は離陸できないこともあります」とウィリアムズ氏は言う。

この問題は、空気が自然に薄くなる高高度で特に深刻です。滑走路が短いと、飛行機の加速スペースが少なくなります。ウィリアムズ氏によると、20度の傾斜で6,200フィートの滑走路を必要とする飛行機の場合、40度の傾斜ではその距離は8,500フィートにまで伸びます。

ウィリアムズ氏と彼の同僚は、ギリシャの10空港の過去のデータを調べた。これらの空港はすべて、夏の気温が高く滑走路が短いという特徴がある。その結果、1970年代以降、気温は10年ごとに0.75℃上昇していることがわかった。また、滑走路沿いの向かい風は10年ごとに時速4.3キロメートル減少していることもわかった。ウィリアムズ氏は、向かい風は離陸に有利だと述べた。気候変動が地球規模の減速を引き起こし、風速が遅くなっているように見えることを示唆する証拠もある。

研究チームはその後、気温と横風のデータを機械に入力し、世界で最も普及している航空機の一つであるエアバスA320を含む様々な航空機の離陸性能を計算した。「最大離陸重量は年間127kg減少していることがわかりました。これは荷物を背負った乗客の体重に相当し、つまり航空機が運ぶ乗客は年間1人減っていることになります」とウィリアムズ氏は述べた。

1988年の導入から2017年までに、A320の最大離陸重量は、研究対象となったキオス島国立空港で3,628kg以上も減少した。同空港の滑走路長は1,500メートル未満である。英国のロンドン・シティ空港も滑走路長が1,500メートル未満である。2018年の熱波の際には、十数便が安全に離陸するために乗客を降ろさざるを得なかった。ある便では20人を置き去りにしなければならなかった。2017年には、フェニックスのスカイハーバー国際空港で気温が48.8度に達し、多くの旅客機の最高運航温度を超えたため、数日間にわたって数十便が欠航となった。

コロンビア大学の研究によると、2050年までに、ボーイング737のような典型的なナローボディ機は、米国のラガーディア空港、レーガン・ナショナル空港、デンバー国際空港、スカイハーバー空港の4つの主要空港において、夏季の重量制限を50%から200%増やさなければならないと予測されている。

「この問題にはいくつかの解決策があります」とウィリアムズ氏は述べた。「一つは、一日の中で最も暑い時間帯を避けて出発時刻を設定し、早朝と深夜に重点を置くことです。これは中東のような暑い地域でよく使われる戦略です。」

軽量の航空機はこうした問題の影響を受けにくいため、機体への炭素繊維などの複合材の使用が進む可能性があります。一方、ボーイングなどのメーカーは、高高度で気温の高い空港での飛行を予定していない一部の航空機に対し、改良オプションを提供しています。このオプションにより、航続距離や乗客定員に影響を与えることなく、推力と空力面の拡大によって揚力の低下を補うことができます。

もちろん、より効果的な解決策は滑走路を延長することですが、すべての空港でそれが可能とは限りません。これらの解決策がどれも不可能な場合、乗客はフライトに乗り遅れることになります。ウィリアムズ氏によると、猛暑のためにフライトに乗り遅れることは稀です。ほとんどの航空機は最大離陸重量に達することはありません。フライトの乗り遅れは、滑走路が短く、高度が高く、夏季に発生することが多いとウィリアムズ氏は言います。

アン・カン（ Yahooによると）

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