「水は0℃で凍る」と習った人は、多いでしょう。
ところが、空の上には、0℃より冷たいのに、凍らずに水のままでいるつぶがあります。たとえば、−10℃の雲の中に、まだ液体の水のつぶが浮かんでいることがあるのです。
この水のつぶが冷たい飛行機にぶつかると、氷がくっつくことがあります。小さなつぶの集まりが、大きな飛行機の飛び方に影響するのです。
オチュンといっしょに、雲の中から翼の表面まで、ぐっと近づいて見てみましょう。
① 0℃より冷たい水。それが「過冷却」
雲は、目に見えない水蒸気そのものではありません。小さな水のつぶや、氷のつぶの集まりです。
雲の水のつぶは、とても小さく、凍り始めるきっかけが少ないと、0℃より冷えても水のままでいられることがあります。この状態を過冷却（かれいきゃく）といいます。
「すごく冷えた氷」ではなく、凍る温度より冷たいのに、まだ液体の水というところがポイントです。
オチュン② どうして、すぐには凍らないの？
水のつぶを、さらにぐんと拡大すると、水の分子（ぶんし）という、もっと小さなつぶがあります。水が凍るときには、この分子が氷の並び方にそろっていきます。その最初の「氷の芽」ができると、凍り始めやすくなります。
雲の中では、ある種類のちりなどが、氷のでき始める足場になることがあります。でも、水のつぶをつくる足場と、氷をつくる足場は、同じ働きとはかぎりません。 雲の水のつぶにちりが入っていても、すぐ凍るとはかぎらないのです。
氷の芽がなかなかできず、水のまま冷えている。過冷却は、そんな状態だと考えてみましょう。
③ 翼に当たると、氷がくっつく！
飛行機が、過冷却の水のつぶをふくむ雲に入ったところを想像してください。
水のつぶの一部が、0℃以下に冷えた翼などにぶつかると、凍るきっかけができます。水が凍って表面にくっつき、あとから来た水も加わると、氷が育っていきます。
このように、飛行機などの表面に氷がくっつくことを「着氷（ちゃくひょう）」といいます。
ただぶつかれば、どんな温度でも凍るわけではありません。水の冷たさや、翼の表面の温度なども関係します。
また、空中で水のつぶが凍っても、それだけで「飛行機への着氷」になるわけではありません。ここで注目しているのは、機体に氷がくっつくことです。
④ 重くなるだけではない。翼の形が変わる
「氷が重いから、飛びにくくなるのかな？」
それも一つの理由です。でも、とくに大切なのは、氷によって翼の形や表面が変わり、まわりの空気の流れが乱れることです。
飛行機の翼は、まわりを流れる空気から、機体を上に支える力を受けます。この力を揚力（ようりょく）といいます。
翼の前ぶちに氷がついて、でこぼこした形になると、空気が翼に沿って流れにくくなります。そのため、機体を支える力が弱まったり、進むのをじゃまする空気の抵抗（ていこう）が増えたりします。
「うっすらした氷なら、気にしなくてよい」とは、いえません。 量だけでなく、どこに、どんな形でつくかが重要なのです。
⑤ 翼だけじゃない。氷で困る場所
飛行機には、翼のほかにも、氷がつくと困る場所があります。
- 尾翼（びよく）：飛行機の後ろにある小さな翼です。氷によって、機体の姿勢を保つ働きなどに影響が出ることがあります。
- エンジンの入り口：氷がつまったり、はがれた氷が吸いこまれたりすると、エンジンに影響することがあります。
- 速さを調べる管：機体の外に出た「ピトー管」という小さな管です。穴が氷でふさがると、速さを正しく調べられなくなることがあります。
氷は、飛行機をただ重くするだけでなく、飛ぶための形や、必要な情報を調べる働きまで、じゃますることがあるのです。
⑥ 白い氷と、透明な氷
翼につく氷にも、でき方によるちがいがあります。
水のつぶがすばやく凍り、空気をとじこめると、白くざらざらした氷になります。一方で、水が表面に広がってから凍ると、透明でかたい氷になることがあります。
もう少しくわしく：大きな水のつぶが、要注意な理由
過冷却の水のつぶが大きいと、翼の前ぶちから、さらに後ろまで届くことがあります。氷を防ぐ装置で守られていない場所に水が届いて凍ると、装置だけでは取り除けない氷が育つおそれがあります。「氷を防ぐ装置があるから、どんな雲でも大丈夫」というわけではありません。
⑦ 空では、予報と装置で備える
この危険に備えて、パイロットや地上の担当者は、雲や気温、着氷の予想などを調べます。飛んでいる途中も情報を確かめ、必要に応じて飛ぶ道すじや高さなどを変え、危ない場所をさけます。
飛行機側にも工夫があります。たとえば、翼の前ぶちやエンジンの入り口の一部を、熱で暖めて、氷をつきにくくするしくみです。
飛行機によっては、翼の前ぶちにあるゴムの部分をふくらませ、ついた氷を割って落とすしくみもあります。
氷をつきにくくすることを「防氷（ぼうひょう）」、ついた氷を取り除くことを「除氷（じょひょう）」といいます。どちらも安全を助けますが、装置には守れる範囲や使える条件があるため、天気に合わせた判断も欠かせません。
⑧ 地上でも、出発前に氷を取り除く
空の中だけでなく、空港に止まっている飛行機にも、雪や霜、氷がつくことがあります。
そのまま飛び立つと、翼などの働きに影響が出るおそれがあります。そこで専門の作業員が、必要に応じて専用の液をかけ、雪や氷を取り除いたり、新たな凍結を防いだりします。
空港で飛行機に液をかけているところを見たら、「翼の大切な形を守っているのかな」と思い出してみてください。
オチュン雲の水が0℃より冷えても水のままでいること。冷たい翼に当たると、氷がくっつくこと。そして、その氷が翼の形や空気の流れを変えてしまうこと。このつながりが、過冷却の雲と飛行機の「危ない関係」なのです。
⑨ オチュンと確認！ 復習クイズ5問
選択肢を押すと、正解と解説が表示されます。何度でも選び直せるよ。
第1問 「過冷却」って、どんな状態？
第2問 この記事で説明した飛行中の着氷は、どうして起こる？
第3問 翼に氷がつくと、重さのほかに何が問題になる？
第4問 飛行機の氷への備えとして、正しいのは？
第5問 空港で出発前の飛行機に専用の液をかけるのは、なぜ？
出典と参考資料
- 気象庁・長野地方気象台「春の特徴」の「着氷」「過冷却とは」 — 0℃より冷たくても水のままでいる雲粒と、物体に当たって凍るしくみ。
- 気象庁気象研究所「雲の微物理過程の研究」 — 雲をつくる水と氷、雲の水のつぶや氷をつくる足場のちがい。
- NASA「Basic Icing Physics」（英語）— 温度、水の量、水滴の大きさと、氷のでき方の関係。
- 米国連邦航空局 FAA「In-Flight Icing」（英語）— 着氷による空気の流れと飛び方への影響。
- 世界気象機関 WMO「Aviation Hazards — Icing」（英語）— 着氷の種類と、翼・エンジン・計器などへの影響。
- NASA「Supercooled Large Droplets」（英語）— 大きな過冷却水滴が、装置で守られた範囲より後ろで凍る危険。
- NASA「Before You Fly — Module Overview」（英語）— 予報と飛行機の特性を考えて、着氷に備えること。
- NASA「Aircraft Design for Icing — Anti-Icing Systems」（英語）— 熱などを使って氷をつきにくくするしくみ。
- NASA「Aircraft Design for Icing — Deicing Systems」（英語）— ゴムをふくらませて氷を取り除くしくみ。
- ANAエアサービス福島「オペレーション部門」の「防除雪氷」 — 空港で専用の液体を使い、雪や霜を取り除き、凍結に備える作業。
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