飛機降落前，耳朵為什麼會痛？
― 讓空氣「進入」鼓膜深處，遠比讓它出去困難
起飛時明明沒事，快降落前耳朵卻開始一陣刺痛。許多人都有過這種經驗，而其中有明確的理由。鼓膜深處有一個封閉的空氣腔室，把空氣「排出」很容易，但「送入」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，耳朵像被塞住一樣，周圍的聲音聽起來變得遙遠。
嚴重時，甚至會變成耳朵深處被用力按壓般的疼痛。鄰座的嬰兒突然哭了起來。
吞一下口水，耳朵深處會發出「啵」的一聲，瞬間就舒服多了。耳朵裡到底發生了什麼事呢？
原因只有兩個
鼓膜的正後方，有一個裝滿空氣的小腔室。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，但平時是閉合的。這條管道在把空氣排到外面時容易打開，要把空氣送進去時卻不容易打開。
也就是說，耳朵會痛，是因為飛機在「下降」時，需要把空氣送進耳朵裡面。讓我們依序來看看。
鼓膜是夾在內外空氣之間的一片「薄膜」
耳道的最深處，有一片厚度約0.1mm的薄膜，叫做鼓膜。它的後方是耳朵裡的一個小空腔。空腔裡充滿空氣，鼓膜就夾在這團空氣與外面的空氣之間。
平時，內側與外側的氣壓相同。所以鼓膜不會被任何一邊推壓，只接收聲音的振動並自由地震動。
然而在飛機上，機艙內的氣壓會大幅改變。客機飛在高空時，機艙內會持續注入空氣。即便如此，機艙內的氣壓據稱仍會下降到與海拔兩千多公尺的山上差不多的程度。而在降落前，氣壓又會逐漸回升到地面的水準。
這時如果外面的氣壓先上升，而鼓膜深處的氣壓仍偏低，鼓膜就會被外側猛力推向內側。薄膜被拉伸，於是我們感覺到疼痛。聲音也變得不容易傳導，耳朵會感覺像被塞住一樣。
空氣「排出」容易，「送入」困難
鼓膜深處的腔室，透過一條稱為耳咽管的細管，與從鼻腔深處到喉嚨的空間相連。只要這條管道打開，腔室內的氣壓就會與外界一致。
不過耳咽管平時是柔軟的管壁彼此貼合而閉合的。只有在吞口水、打哈欠的瞬間才會打開。喉嚨的肌肉會拉開管壁，製造出縫隙。
請看圖1左側。飛機上升時外面氣壓下降，腔室內的空氣會比外面多。於是內部空氣會從內側把閉合的管道往外推開。空氣自動往外排出，所以不太會產生疼痛。
圖1右側則是下降時的情況。這次腔室內空氣不足，內部氣壓比外面低。於是管道被從外側擠壓，管壁貼合得更緊。要把空氣送進去，就只能靠肌肉的力量硬把管道撐開。
氣壓差還小的時候，只要吞口水就能打開。然而一旦差距過大，據說就算吞口水管道也打不開。之所以在降落前疼痛加劇，正是因為氣壓差是一點一點累積起來的。
吞口水時聽到的「啵」「啪」一聲，是耳咽管打開、空氣流入，讓原本被推向內側的鼓膜回到原本位置的聲音。搭新幹線進入隧道，或坐電梯在高樓一口氣上下時，也會發生同樣的事。
據說兒童的耳咽管比成人短，走向也比較水平，開閉的機制也尚未發育成熟。他們也還不會自己做「耳壓平衡」的動作。開始下降高度時，讓孩子哺乳、喝奶或喝點飲料做吞嚥的動作，據說能比較容易緩解不適。
那麼，該怎麼辦呢？
- 一開始下降就頻繁吞嚥小口喝水、含糖果、嚼口香糖、打哈欠。趁氣壓差還小時多開幾次，是關鍵所在。
- 降落前不要睡著睡著時吞嚥次數會變少，氣壓差就會不斷累積。
- 做耳壓平衡動作時要「輕柔」捏住鼻子，閉上嘴巴，輕輕把氣往鼻子送。用力過猛反而可能傷到耳朵。
感冒或花粉症導致鼻塞時，耳咽管入口也會腫脹而不易打開。有搭機計畫時，事先找耳鼻喉科諮詢會比較安心。降落後若疼痛或聽力不清持續，請及早就醫。
總結
鼓膜深處有一個封閉的小空氣腔室。飛機上升時，這個腔室裡的空氣會自動從管道排出。下降時，則必須硬把閉合的管道撐開，把空氣送進去。之所以只有在降落前才會耳朵痛，正是因為這種「易出難入」的單向特性。
耳朵深處的空氣，出去時很隨意，
但要進來，就需要你「吞一下」的動作。
氣壓差對身體的影響，也可參閱「為什麼只是升高海拔就會得高山病？」；看不見的空氣壓力有多大，則可參閱「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，緩緩吞一口水。聽聽看耳朵深處是否發出小小的「啪」一聲。
- 接著試著大大地打個哈欠。比較看看和吞嚥時，聲音或感覺有什麼不同。
- 搭高樓電梯，或開車下山路時，數一數耳朵被塞住的感覺是何時開始、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不要嘗試做耳壓平衡動作。
想了解更多 ― 術語、公式，以及與教科書的連結從國中理科到大學專業科目，我們會明確標示這是哪個程度的內容
- 國中國中理科範圍內
- 高中高中「物理」「生物」範圍內
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會學到、屬於大學專業科目（耳鼻喉科學、生理學）的內容
- 研究連大學都還不會當作「定論」教授、目前研究者正在調查中的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 中耳：鼓膜深處、裝滿空氣的空腔。裡面容納著傳導聲音的小骨頭（聽小骨）。
- 耳咽管：連接中耳與鼻腔深處喉嚨（上咽部）的管道。平時閉合，在吞嚥或打哈欠時會瞬間打開。
- 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。
國中高中用公式驗證：降落過程中的氣壓差，相當於在泳池裡潛多深？
我們把機艙內的氣壓變化，換算成水深來理解。符號的意義與單位，整理在表格之後。
| 地面氣壓（標準） | 約1013 hPa |
| 飛在高空時機艙內氣壓（下限參考值） | 據稱約750 hPa |
| 每潛入水中1m增加的壓力 | 約98 hPa |
| 鼓膜的面積 | 據稱約0.6 cm²（0.00006 m²） |
| 據稱吞嚥也無法打開耳咽管的氣壓差 | 約90 mmHg |
| 降落過程中恢復的氣壓差 | 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 |
| 把該氣壓差換算成水深 | 120 ÷ 98 ≒ 1.2 m |
| 把120 hPa換算成 Pa | 120 × 100 ＝ 12000 Pa |
| 推壓鼓膜的力（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2.7m左右。若不吞嚥，累積相當於1.2m深度的氣壓差，據說耳咽管就會變得難以打開。這時鼓膜承受的狀態，相當於在小指指尖大小的面積上，壓著70多公克的重量。
| 符號 | 意義與單位 |
| hPa | 百帕。氣壓單位，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」
高中中耳是由骨頭包圍、形狀幾乎不會改變的空腔。只要外面的氣壓改變，能動的就只有鼓膜。所以壓力差幾乎會原封不動地變成推壓鼓膜的力。用波以耳定律來思考，中耳的體積只會有極小的變化，氣壓也幾乎追不上外界。
高中＋耳咽管靠喉嚨一側的部分，不是由骨頭、而是由軟骨與柔軟組織構成。中耳壓力高時，管壁會被從內側推開，像被掀開一樣打開。中耳壓力低時，管壁會被外側壓緊，受到像閥門一樣往閉合方向的力。這就是為什麼上升時空氣會被動排出，而下降時卻必須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
打開耳咽管的主要角色，據信是由喉嚨深處的一塊肌肉——腭帆張肌負責。吞嚥或打哈欠時，這塊肌肉會把管壁往兩側拉開，製造出縫隙。此外，中耳的黏膜也會把腔室內空氣中的成分一點一點吸收進血液。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。鼻炎等因素導致耳咽管功能下降時，會導致滲出性中耳炎，原因就在這裡。在醫療上，會用測量鼓膜活動度的檢查（鼓室圖檢查）來了解中耳的壓力狀態。
研究目前仍未完全弄清楚的事
- 耳咽管打開動作的詳細機制。 哪塊肌肉以什麼順序運作、管道的哪個部位最先打開，由於難以用影像直接觀察，目前仍在研究之中。
- 耳朵容易疼痛的個體差異。 搭乘同一班飛機，有人會痛，有人卻沒事。管道的形狀、黏膜的狀態、肌肉的運作，各自造成多大影響，目前尚未完全清楚。
- 預防方法效果的比較。 鼻用藥物、耳壓平衡輔助器具、標榜可調節氣壓的耳塞等都有人使用，但對哪些人、效果有多大，各項研究的結果並不一致。
也就是說，本文的內容也是「目前已知範圍內」的說明。尤其是疼痛的感受方式，個體差異相當大。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文何處 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科（大氣壓、水壓，耳朵的構造） | 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、形狀不變的空腔 |
| 高中＋ | 物理進階（柔軟管道與閥門） | 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、個體差異、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，森山堂，日文書籍，中耳・耳咽管的解剖與生理）
- 日本耳科学会・日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会（日本耳科學會・日本耳鼻喉科頭頸部外科學會）耳咽管功能相關診療指引
※本文為一般大眾取向的科學解說。文中數值皆為幫助理解原理的參考概算值。若耳朵疼痛、聽力不清持續，或耳朵有液體流出，請勿自行判斷，應至耳鼻喉科就診。若航空公司或醫師另有指示，請以其指示為準。