Звукови явления в атмосферата
Скоростта на разпространение на звука в сух въздух при 0° е » 332 m/sec. С повишаване на температурата на въздуха с един градус скоростта на разпространение на звука се увеличава с 0,6 m / s. Звукът се разпространява по-бързо по посока на вятъра, отколкото срещу вятъра.
Влиянието на влажността на въздуха върху скоростта на разпространение на звука е незначително.
Неравномерното разпределение на плътността на въздуха изкривява посоката на звуковите лъчи. В съответствие със закона за пречупването, пречупването води до изкривяване на звуковите лъчи, така че тяхната изпъкнала страна да е обърната към земната повърхност, а самите лъчи се огъват нагоре. Един от лъчите на SBC, наречен граница, докосва земната повърхност в точка B (фиг. 4.5.).
Освен това този лъч, огъващ се нагоре, ще ограничи зоната на звуковата сянка. Разстоянието l от източника на звук S до точката, където звуковият лъч докосва земната повърхност B, зависи от височината на източника на звук H и вертикалния температурен градиент:
Колкото по-малко стабилна е атмосферата, толкова по-малък е размерът на чуваемата зона. С увеличаване на височината на източника на звук той се разширява. Самата зона на слуха е представена като гъсталака, образувана от въртенето на ограничителния лъч. Например, за сирена за мъгла на фар с височина 20 m, сигналът на морското равнище може да се чуе само от разстояние 1 миля; при същите условия гръмотевиците на височина 4 км могат да се чуят от разстояние около 13,5 мили (25 км).
Трябва да се има предвид, че звуците извън светлината на дифузия и дифракция също влизат в областта на звуковата сянка, но те са значително отслабени.
На фиг. 4.5b показва обратния случай на пречупване, който се получава, когато температурата се повишава равномерно с височината, т.е. с непрекъснато обръщане. Всички звукови лъчи тук са огънати с издутина нагоре. Не може да се образува звукова сянка. В такива условия чуваемостта става особенодобре.
Ориз. 4.5. пречупване на звукови лъчи
а - когато температурата на въздуха намалява с височината; b - същото, с увеличение
Отслабване на звука в атмосферата.Интензитетът на звука в атмосферата намалява с разстоянието от източника. Това се случва главно защото енергията, излъчвана от източника, се разпределя върху все по-големи сферични повърхности и следователно интензитетът на звука намалява обратно пропорционално на квадрата на разстоянието r от източника, а също и защото звуковата енергия се абсорбира и разпръсква по пътя на лъча. Разсейването на звука се увеличава значително с увеличаване на честотата на звуковите вибрации.
Ехо.Звуковите вълни в атмосферата могат да отскачат от вода, земя, планини, скали, айсберги, облаци, дъждовни стени и т.н. В този случай звукът може да се повтори един или повече пъти. Гръмотевичният удар е типично ехо явление, което се дължи на отразяването на звука от земната повърхност и други препятствия, изброени по-горе.