飛機飛行時為什麼會產生一條長長的白色“尾巴”？

在生活中我們經常會看見這樣一個現象：飛機在天空中飛行時，尾部經常會拖著一條長長的白色“尾巴”，但是在某些時候卻又沒有，那麼這條白色的“尾巴”到底是什麼，又是怎麼產生的？

飛機產生的這條白色的“尾巴”被稱為“尾跡雲”，它的主要成分和普通的雲差別不大，都是一些細小的冰晶組成，這些冰晶透過對陽光進行反射和折射，於是讓我們看見了這樣一條白色的長線。那麼為什麼飛機飛過後又會形成這些小冰晶呢？

尾跡雲的形成原理

燃料燃燒產生水分

航空飛機使用的燃料主要是航空煤油，航空煤油的主要成分是一些烴類物質（碳和氫形成的化合物）CH3（CH2）nCH3（n為11～19），航空煤油相比於汽油來說，分子量更大，更不易揮發，物理性質比較穩定，能在較低溫下不凝固。煤油在與氧氣發生燃燒反應時，不僅會產生二氧化碳，還會產生一定的水分，這些水分作為飛機尾氣排出時，在較低的環境下，則有可能會形成小冰晶凝固並生長。

飛機飛行的高度一般處於一萬米左右，而溫度隨著海拔的升高而降低，在飛機飛行所處的大氣層氣溫通常處於零下三十到零下六十度之間，溫度越低，水的蒸氣壓越低，水越容易液化和固化，有相關研究表明，通常溫度在低於零下四十攝氏度時，更有利於尾跡雲的產生。所以這也是為什麼飛機飛過後，有時會產生尾跡雲，有時候又不會。

排放的尾氣顆粒以及氣流的擾動促進了空氣中的水蒸氣形成小冰晶

在生活中，我們大多數人都知道，溫度越低，水越容易凝固，其實影響水的凝固行為因素有很多，還包括氣壓、水中的氣泡、水流等等。水的在凝固時，首先需要形成一些微小的冰晶核，但液態的水形成冰晶核時又產生了新的表面，這個時候表面能就增加了，物體體積越小，比表面積越大，那麼增加相同的體積情況下，冰晶越小需要的能量越大，所以在剛開始形成冰晶時，需要突破一個臨界半徑點，我們把這個臨界半徑稱之為臨界形核半徑，形成臨界形核半徑時的溫度並不會等於液體的凝固點，通常會比凝固點的溫度還要低。臨界晶核形成之後水會不斷地在晶核上生長，形成大的冰晶，這個時候總的能量是降低的，因此凝固速度會迅速加快。在臨界晶核形成過程中，任何能量的波動都會影響水氣的凝固行為，而飛機飛行時會強烈的擾動周邊空氣，這就為空氣中的水氣形成臨界晶核提供了有利條件，於是，在水氣處於過飽和的區域，飛機的流過會導致大量的冰晶出現並迅速生長成較大的冰晶。

另一方面，飛機燃料燃燒所排放的尾氣中就含有一些細小的微粒，而這些微粒為冰晶的生長提供了幫助，由於有了這些微粒，水分凝結便不需要從零開始形成小冰晶，只需直接在這些微粒的表面進行生長即可，因此也就不需要突破這樣一個能量勢壘，促進了冰晶的形成。或許有些人聽過過冷水這個概念，過冷水一般使用的是較純淨的水，同時裝水的容器表面也很光滑，在這種情況下，水可以在0℃以下依舊是液態，但當我們攪動或者倒出來時，由於能量波動促進了水溶液中晶核的形成，於是開始迅速凝固，這個原理與尾跡雲的形成原理類似。

總結

以上就是關於尾跡雲形成的主要原因，簡單來說，尾跡雲實際上是飛機飛過後會產生的小冰晶所形成的，飛機飛行過程中會從多方面影響冰晶的形成，一個是燃料本身燃燒產生的水氣凝結，一個是飛機的飛行影響了該區域中水分的結晶行為。