地球の自転と飛行機

質問

「海外旅行なんかで乗る飛行機は行きと帰りとでは時間が違う、なぜなら地球は回っているから」と言う友人と「地球からの重力があるから関係ない、大気圏をこえなければ意味がない」と言う友人がいます。実際のところどうなんでしょうか？ちなみに僕達はまったく理系の学問がわからないのでできれば分かりやすくお願いします。

回答No.1

drisil · ベストアンサー

飛行時間が違うのは"風に流される"からですよ
↑飛行機が飛ぶ高度付近には年中強い風が吹いています(主に東西方向)
　↑よって影響の少ない南北方向の移動(例：日本→オーストラリア)では時間差はあまりありません

地球の自転とは関係ないですよ
↑電車の中でジャンプしようと何をしようと結局着地地点は同じと言うコトと同じ

お礼

ありがとうございます。今友人と納得しています、電車の例を出していただいたおかげでとても理解しやすかったです。とても早く回答していただいたおかげで僕も友人も気持ちよく眠れます。ありがとうございました。

回答No.3

habukun

風向きにより，所要時間が違ってきます。

　向かい風の場合は，追い風のときよりも時間がかかります。空気に対する飛行機の速さが同じなら，地面に対する飛行機の速さは，追い風のときのほうが速いからです。
　例えば，飛行機が飛ぶ（浮く）ために，空気に対して100km/hの速さが必要だとします。もし向かい風が100km/hで吹いていれば，飛行機は浮いているだけで地面に対しては止まっています。ですから，いつまで経っても前に進みません。逆に，後ろから100km/hの風が吹いているとしたら，地面に対して100km/hで飛んでも周りの空気も一緒に同じ速さで進んでいるわけですから，空気に対しては止まっていることになり，浮いていることはできません。このときは，地面に対して200km/hの速さで飛ばないと，浮かないことになります。
　したがって，追い風のときには同じ距離を飛行しても，向かい風のときよりも早く目的地に着くことになります。
　この風向きは地球の自転と関わりがありますので，「地球は回っている」ということが全く無関係というわけでもありません。が，地球の自転と逆向きに（東から西へ）飛ぶと目的地も近づいてくるから早く着くというわけではありません。念のため。

お礼

丁寧に解説していただいてありがとうございます。友人も地球の自転に関しては力説していますが重力は関係ないということで終わりました。

回答No.2

sesame

ジェット旅客機が飛ぶ対流圏上層部には、定常的に速い空気の流れがあります。
これをジェット気流といいます。
ジェット気流は中緯度地帯では南西から北東へ、低緯度地帯では北東から南西へ吹いています。
これにうまく乗ると、飛行機は本来の速度より速く目的地に着けるわけです。

さて、ジェット気流がなぜ吹くか、ですが、これは地球の自転と関係があります。
地球の大気は赤道付近で暖められて上昇し、赤道を離れたところで十分冷えると地表に落ちてきます（ハドレー循環）。
また、同じことは極地でも起こっていて、高緯度地帯で暖められた空気が上昇し、極点近くで落ちてくるという大循環があります（極循環）。
ではその間の中緯度地帯ではどうかというと、ハドレー循環と極循環にはさまれて、ちょうど歯車が回るように高緯度側で昇って低緯度側に降りてくるというちょっと不思議な循環が存在します（フェレル循環）。
これらの大循環は南北方向にしか起こらないように思えますが、地球は自転しているので、風の向きもその自転によって引きずられます。
回転する物体の表面を動こうとするものが、その回転方向に引きずられて向きを変えさせられてしまう見かけ上の力を「コリオリの力」と呼んでいますが、大気の流れもこのコリオリの力の影響を受けます。
そのため、中緯度地帯では北に向かおうとする風はねじ曲げられて東向きに偏向してしまうわけですね。
これが偏西風の正体で、その特に強いものがジェット気流、というわけです。

お礼

ていねいなかいとうありがとうございます、微妙に地球の自転も関係しているんですね。勉強になりました。