Dźwięk jest rodzajem fali, która jest wibracją powietrza. Kiedy powietrze przepływa, rozchodzenie się fali dźwiękowej można rozłożyć na superpozycję dwóch rodzajów ruchu, przepływu powietrza i ruchu fali dźwiękowej względem powietrza.
Oprócz warunków, takich jak temperatura i gęstość, czynniki wpływające na rozchodzenie się dźwięku obejmują „gradienty prędkości wiatru”. Gradienty prędkości wiatru mogą zmienić ścieżkę dźwięku w powietrzu lub wiatr może spowodować zakrzywienie dźwięku. To najciekawsze miejsce.
Przyjmujemy typową prędkość dźwięku 340 m/s, a wiatr wieje z prędkością 5 m/s. Natężenie dźwięku wnoszone przez wiatr z wiatrem jest ≈1,03 razy większe niż w przypadku braku wiatru, co jest naprawdę zbyt małe. Ale jeśli wiatr jest szczególnie silny, słuchacz może nawet nie być w stanie wyraźnie usłyszeć mówionego głosu, ponieważ wiatr jest silniejszy niż ludzki głos.
W przypadku fal dźwiękowych o długich ścieżkach przemieszczania się (powyżej 50 metrów), gdy wiatr jest przeciwny do kierunku rozchodzenia się dźwięku (czyli pod wiatr), fale dźwiękowe zostaną załamane w górę. Dzieje się tak dlatego, że chropowata powierzchnia (duże drzewa, budynki, pszenica itp.) będzie utrudniać propagację wiatru i tworzyć turbulencje Q, tak że prędkość wiatru przy ziemi jest nieco mniejsza niż górna prędkość powietrza lub górna prędkość powietrza jest szybciej (blisko powierzchni) Prędkość wiatru na ogół wzrasta wraz z odległością od podłoża, a ta różnica w prędkości wiatru tworzy gradient prędkości wiatru. Jak wspomniano powyżej, gradient wpłynie z kolei na prędkość dźwięku. W strefie odwróconej im większa prędkość wiatru, tym mniejsza prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej (rzeczywista prędkość dźwięku=prędkość dźwięku minus prędkość wiatru), więc dźwięk będzie wyginał się w górę.
Teoretycznie przy 6-silnym wietrze o prędkości 13 kilometrów na godzinę można zmniejszyć średnią redukcję o kilka decybeli na 100 metrów, ale według rzeczywistych pomiarów utrata ponad 20 decybeli może obserwować ze stosunkowo dużej odległości.
Z tego samego powodu, gdy wiatr wieje w tym samym kierunku, w którym rozchodzi się dźwięk (wiatr tylny), dźwięk załamuje się w kierunku podłoża, więc warunki sprzyjają przemieszczaniu się dźwięku do podłoża i odbijaniu się od podłoża, zwiększając intensywność dźwięku (poziom dźwięku).
Gradienty prędkości wiatru powodują załamanie dźwięku, co ułatwia słyszenie dźwięków ze źródeł (nawet zza drzew) z wiatrem (z wiatrem), a trudniej z wiatrem (pod wiatr).
Oczywiście, jeśli słuchacz znajduje się blisko źródła dźwięku i pod wiatr, dźwięk będzie faktycznie słyszalny mocniej.
Dzieje się tak, ponieważ w grę wchodzą odbicia od podłoża. Ale dopóki odległość jest większa (300 metrów), będzie występowało zjawisko szybkiego tłumienia dźwięku (oznaczone zacienionym obszarem na poniższym rysunku).
Powyższe to analiza teoretyczna, poniżej rzeczywiste zmierzone dane, wartość rzędnej powinna być wielkością korekty spowodowaną przez czynnik wiatru.
zdjęcie
Podsumowując, wiatr nie tylko wpływa na prędkość rozchodzenia się dźwięku, ale także na kierunek rozchodzenia się dźwięku.
