Звук – это своего рода волна, представляющая собой вибрацию воздуха. Когда воздух течет, распространение звуковой волны можно разложить на суперпозицию двух видов движения: потока воздуха и движения звуковой волны относительно воздуха.
Помимо таких условий, как температура и плотность, к факторам, влияющим на распространение звука, относятся «градиенты скорости ветра». Градиенты скорости ветра могут изменить путь звука в воздухе, или ветер может исказить звук. Это самое интересное место.
Возьмем типичную скорость звука 340 м/с, а в воздухе дует ветер 5 м/с. Интенсивность звука, создаваемого попутным ветром из-за ветра, в ≈1,03 раза выше, чем при отсутствии ветра, что на самом деле слишком мало. Но если ветер особенно сильный, слушатель может даже не услышать отчетливо произносимый голос, потому что ветер сильнее человеческого голоса.
Для звуковых волн с длинными путями распространения (более 50 метров), когда ветер противоположен направлению распространения звука (то есть против ветра), звуковые волны будут преломляться вверх. Это связано с тем, что шероховатая поверхность (большие деревья, здания, пшеница и т. д.) будет препятствовать распространению ветра и формировать турбулентность Q, так что скорость ветра у земли будет немного ниже, чем на верхних этажах, или что скорость на верхних этажах будет быстрее (у поверхности. Скорость ветра обычно увеличивается с расстоянием от земли), и эта разница в скорости ветра создает градиент скорости ветра. Как упоминалось выше, градиент, в свою очередь, влияет на скорость звука. В обратной зоне, чем больше скорость ветра, тем медленнее скорость распространения звуковой волны (фактическая скорость звука=скорость звука минус скорость ветра), поэтому звук будет отклоняться вверх.
Теоретически при 6-уровнях сильного ветра со скоростью ветра 13 км/ч среднее ослабление на несколько децибел на 100 м может быть снижено, но, согласно фактическим измерениям, потери могут составить более 20 децибел. наблюдаться на относительно большом расстоянии.
Точно так же, когда ветер дует в том же направлении, что и звук (попутный ветер), звук преломляется к земле, поэтому условия благоприятны для того, чтобы звук шел к земле и отражался от нее, увеличивая интенсивность. звука (уровня звука).
Градиенты скорости ветра вызывают преломление звука, из-за чего легче услышать звуки от источников (даже из-за деревьев) с подветренной стороны (по ветру) и труднее услышать с подветренной стороны (по ветру).
Конечно, если слушатель находится близко к источнику звука и с наветренной стороны, звук на самом деле будет слышен сильнее.
Это связано с тем, что в игру вступают отражения от земли. Но если расстояние больше (300 метров), будет наблюдаться явление быстрого затухания звука (обозначено заштрихованной областью на рисунке ниже).
Вышеизложенное является теоретическим анализом, ниже приведены фактические измеренные данные, значение ординаты должно быть величиной коррекции, вызванной фактором ветра.
картина
Таким образом, ветер влияет не только на скорость распространения звука, но и на направление распространения звука.
