飛機降落前，耳朵為什麼會痛？
― 鼓膜深處的空氣，「送進去」遠比「排出來」困難
起飛時明明沒事，快降落前耳朵卻開始刺痛。很多人都有這種經驗，背後有明確的原因。鼓膜深處有一個封閉的空氣腔室，把空氣「排出去」很容易，但要「送進去」卻困難得多。
飛機開始下降高度，廣播傳來「即將進入降落階段」。從這時候起，耳朵像被堵住一樣，周圍的聲音變得遙遠。
嚴重的時候，甚至會變成耳朵深處被用力擠壓般的疼痛。鄰座的嬰兒也突然哭了起來。
吞一下口水，耳朵深處「啵」的一聲，馬上就舒服多了。耳朵裡到底發生了什麼事？
原因只有兩個
鼓膜的正後方，有一個裝著空氣的小腔室。只要外面的氣壓改變，鼓膜就會被內外不同的力量推拉，因而感到疼痛。
腔室與喉嚨之間有一條細管相連，但平常是閉合的。這條管子在把空氣往外排時容易打開，要把空氣送進去時卻不容易打開。
也就是說，耳朵會痛，是因為飛機「下降」時，需要把空氣送進耳朵裡。讓我們依序來看看。
鼓膜，是夾在內外兩側空氣之間的「薄膜」
耳道的最深處，有一片厚度約0.1毫米的薄膜，叫做鼓膜。它的後方，是耳朵內部一個小小的空腔。空腔裡充滿空氣，鼓膜正好夾在這股空氣與外界空氣之間。
平常，內外側的氣壓是相同的。所以鼓膜不會被任何一側推擠，只會隨著聲音的振動自由地顫動。
然而在飛機上，機艙內的氣壓會大幅變化。客機在高空飛行時，雖然會向機艙內輸送空氣，但機艙內的氣壓據說仍會下降到相當於海拔2000多公尺高山上的程度。而在降落前，氣壓又會逐漸回升到地面的水準。
這時候，如果只有外面的氣壓上升，而鼓膜深處的氣壓仍然偏低，鼓膜就會被從外向內用力壓入。薄膜被拉伸，就會產生疼痛感。聲音也變得難以傳導，讓人覺得耳朵被堵住了。
空氣「排出」容易，「送入」困難
鼓膜深處的腔室，透過一條叫做耳咽管的細管，和鼻子深處通往喉嚨的空間相連。這條管子一打開，腔室的氣壓就會和外面拉平。
不過耳咽管平常是柔軟的管壁互相貼合而閉合的。只有在吞口水、打呵欠的那一瞬間才會打開。喉嚨的肌肉會把管壁往外拉，製造出縫隙。
請看圖1的左邊。飛機上升時外面的氣壓下降，腔室裡的空氣就比外面多。於是裡面的空氣，會從內側把閉合的管子撐開。空氣會自行往外排出，所以不太會痛。
圖1的右邊是下降時的情形。這次腔室裡的空氣不夠，裡面的氣壓比外面低。於是管子被從外面壓迫，管壁反而貼得更緊。要把空氣送進去，就只能靠肌肉的力量把管子硬撐開。
在氣壓差還小的時候，只要吞一下口水就能打開。但如果差距變得太大，據說就算吞口水，管子也打不開了。降落前疼痛會愈來愈強，就是因為氣壓差一點一點累積的緣故。
吞口水時聽到的「啵」「啪」一聲，是耳咽管打開、空氣流入，讓原本被壓入的鼓膜彈回原位的聲音。搭新幹線進隧道時，或是搭電梯在高樓快速上下時，也會發生同樣的現象。
據說孩童的耳咽管比大人短，方向也比較水平，開閉的機能也還不成熟。他們也無法自行做耳壓平衡的動作。飛機開始下降高度時，讓孩子喝奶或喝水，做出吞嚥的動作，據說能比較容易緩解不適。
那麼，該怎麼辦才好？
- 一開始下降高度，就勤快地吞嚥一點一點喝水、含糖果、嚼口香糖、打呵欠。訣竅是趁氣壓差還小時多開幾次。
- 降落前不要睡著睡著的話吞嚥次數會變少，氣壓差就會累積起來。
- 做耳壓平衡動作要「輕柔」捏住鼻子，閉上嘴巴，輕輕地把氣往鼻子送。用力過猛，反而可能傷到耳朵。
感冒或花粉症造成鼻塞時，耳咽管的入口也會腫脹，變得不容易打開。有搭機計畫時，事先向耳鼻喉科諮詢會比較安心。降落後如果疼痛或聽不清楚的情況持續，也請儘早就醫。
總結
鼓膜深處，有一個封閉的小小空氣腔室。飛機上升時，這個腔室裡的空氣會自行從管子排出。下降時，則必須把閉合的管子硬撐開，把空氣送進去。只有降落前耳朵才會痛，正是因為這種「易出難入」的單向特性。
耳朵深處的空氣，出去時很隨性，
但要進來，需要你「咕嚕」一下的幫忙。
氣壓差對身體造成什麼影響，可以參考「為什麼只是提高海拔，就會得高山症？」；看不見的空氣壓力究竟有多大，也可以參考「為什麼用吸管就能喝到飲料？」。
- 在安靜的房間裡，把注意力集中在耳朵上，慢慢吞一口口水。聽聽看耳朵深處是否會發出小小的「啪」一聲。
- 接著，試著大大地打個呵欠。比較一下和吞口水時，聲音與感覺有什麼不同。
- 搭高樓電梯，或是開車下山路時，數數看耳朵被堵住的感覺是什麼時候開始的，吞幾次口水才會消失。
請不要嘗試捏住鼻子用力吹氣的實驗。耳朵痛或感冒時也請避免嘗試。
想知道更多 ― 術語、算式，以及和教科書的連結從國中理科到大學專業科目，會明確標示這是哪個程度的內容
- 國中國中理科會教的範圍
- 高中高中「物理」「生物」會教的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會教，屬於大學專業科目（耳鼻喉科學、生理學）的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」來教，是研究者目前仍在探究中的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 中耳：鼓膜深處裝著空氣的空腔。裡面容納著傳導聲音的小骨頭（聽小骨）。
- 耳咽管：連接中耳與鼻子深處喉嚨（上咽部）的管子。平常是閉合的，吞嚥或打呵欠時會瞬間打開。
- 航空性中耳炎：因飛機氣壓變化，中耳與外界的氣壓差無法消除，導致鼓膜或中耳黏膜受損的狀態。屬於「氣壓創傷」的一種。
國中高中用算式驗證：降落前的氣壓差，相當於在泳池裡潛入幾公尺？
把機艙內的氣壓變化，換算成水的深度來理解。符號的意義與單位，整理在表格之後。
| 地面氣壓（標準值） | 約1013 hPa |
| 高空飛行時機艙內氣壓（下限參考值） | 據說約750 hPa |
| 每潛入水中1公尺增加的壓力 | 約98 hPa |
| 鼓膜面積 | 據說約0.6 cm²（0.00006 m²） |
| 據說即使吞嚥耳咽管也打不開的氣壓差 | 約90 mmHg |
| 降落前需要恢復的氣壓差 | 1013 − 750 ＝ 263 hPa |
| 換算成水深 | 263 ÷ 98 ≒ 2.7 m |
| 把耳咽管打不開的氣壓差換算成hPa（1 mmHg ≒ 1.333 hPa） | 90 × 1.333 ≒ 120 hPa |
| 把這個差換算成水深 | 120 ÷ 98 ≒ 1.2 m |
| 把120 hPa換算成Pa | 120 × 100 ＝ 12000 Pa |
| 壓迫鼓膜的力（壓力 × 面積） | 12000 × 0.00006 ＝ 0.72 N |
| 換算成重量（0.72 N ÷ 9.8） | 0.72 ÷ 9.8 ≒ 0.073 kg |
飛機下降過程中耳朵承受的氣壓變化，大約相當於潛入泳池底部2.7公尺左右。如果不吞嚥，累積相當於1.2公尺深度的氣壓差，耳咽管就會變得難以打開。這時鼓膜承受的，就相當於在小指尖大小的面積上，壓著70幾公克重量的狀態。
| 符號 | 意義與單位 |
| hPa | 百帕。氣壓的單位，1 hPa ＝ 100 Pa |
| mmHg | 毫米汞柱。醫學上常用的壓力單位 |
| N | 牛頓。力的單位，約0.1 kg物體的重量約為1 N |
高中高中＋為什麼會變成「單向通行」
高中中耳是被骨頭包圍、幾乎不會變形的空腔。只有外面的氣壓改變時，能夠動的只有鼓膜。所以壓力差幾乎會原封不動地變成推壓鼓膜的力。用波以耳定律來想，中耳的體積只會有極小的變化，氣壓也幾乎追不上外界的變化。
高中＋耳咽管靠喉嚨那一側，不是骨頭，而是由軟骨與柔軟組織構成。中耳氣壓較高時，會從內側把管壁往外推開。中耳氣壓較低時，管壁會被外面壓緊，形成像活瓣一樣閉合的力。這就是為什麼上升時空氣能被動地排出，而下降時卻需要靠肌肉主動打開的原因。
大學打開耳咽管的肌肉，以及中耳空氣逐漸減少的機制
打開耳咽管的主要工作，據說是由喉嚨深處的一條肌肉──腭帆張肌來負責。吞嚥或打呵欠時，這條肌肉會把管壁向兩側拉開，製造出縫隙。此外，中耳的黏膜會把裡面空氣的成分一點一點吸收進血液中。因此即使沒有搭飛機，只要耳咽管完全不打開，中耳也會逐漸變成負壓狀態。鼻炎等原因造成耳咽管功能下降時，會演變成滲出性中耳炎，原因就在這裡。臨床上會用測量鼓膜活動度的檢查（鼓室圖檢查）來評估中耳的壓力。
研究目前還不清楚的事
- 耳咽管打開動作的細節機制。 哪些肌肉以什麼順序作用、管子的哪個部位最先打開，由於難以用影像直接觀察，至今仍在研究中。
- 耳朵容易疼痛的個人差異。 搭同一班飛機，有人會痛、有人卻沒事。管子的形狀、黏膜的狀態、肌肉的作用，各自影響多少，目前還沒有充分了解。
- 預防方法效果的比較。 鼻用藥物、耳壓平衡器具、標榜可調節氣壓的耳塞等都有人使用，但對哪些人有多大效果，不同研究的結果並不一致。
也就是說，這篇文章的內容，也只是「目前已知範圍內的說明」。尤其疼痛的感受方式，個人差異很大。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科（大氣壓、水壓、耳朵構造） | 鼓膜夾在內外空氣之間的機制、換算成水深 |
| 高中 | 物理（壓力、氣體定律）、生物（受器） | 壓力 × 面積產生的力、不會變形的空腔 |
| 高中＋ | 物理進階（柔軟管子與活瓣） | 耳咽管變成單向通行的原因 |
| 大學 | 耳鼻喉科學、生理學 | 腭帆張肌、中耳的氣體交換、中耳炎 |
| 研究 | 耳咽管功能研究 | 打開動作的細節、個人差異、預防方法的評估 |
| ― | 與生活的連結 | 飛機、新幹線、電梯、山路上耳朵的不適感 |
- 美國聯邦航空總署（FAA）・飛行員安全資料「Ear Facts」
- 梅約診所「Airplane ear（航空性中耳炎）」
- 切替一郎 原著『新耳鼻咽喉科学』南山堂（新耳鼻咽喉科學，南山堂，中耳與耳咽管的解剖與生理）
- 日本耳科學會・日本耳鼻咽喉科頭頸部外科學會 耳咽管功能相關診療指引（日本耳科学会・日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会の耳管機能に関する診療の手引き）
※本文為大眾科普解說。文中數值僅為幫助理解原理的概略估算值。若耳朵疼痛、聽不清楚的狀況持續，或耳朵有液體流出，請勿自行判斷，應就診耳鼻喉科。若航空公司或醫師另有指示，請依其指示為準。