Ljud är en slags våg, som är luftens vibration. När luften strömmar kan ljudvågens utbredning sönderdelas till överlagring av två typer av rörelse, luftflödet och ljudvågens rörelse i förhållande till luften.
Förutom förhållanden som temperatur och densitet inkluderar faktorer som påverkar ljudutbredning "vindhastighetsgradienter". Vindhastighetsgradienter kan ändra ljudets väg genom luften, eller vinden kan få ljudet att böjas. Detta är den mest intressanta platsen.
Vi tar den typiska ljudhastigheten på 340m/s, och det blåser en bris på 5m/s i luften. Ljudintensiteten från medvinden på grund av vinden är ≈1,03 gånger den när det inte blåser, vilket egentligen är för litet. Men om vinden är särskilt stark, kanske lyssnaren inte ens kan höra den talade rösten tydligt eftersom vinden är starkare än den mänskliga rösten.
För ljudvågor med långa färdvägar (större än 50 meter), när vinden är motsatt ljudets utbredningsriktning (det vill säga mot vinden), kommer ljudvågorna att brytas uppåt. Detta beror på att den grova ytan (stora träd, byggnader, vete, etc.) kommer att hindra vindens utbredning och bilda turbulens Q, så att vindhastigheten nära marken är något lägre än den övre luften, eller att den övre lufthastigheten är snabbare (nära ytan Vindhastigheten ökar i allmänhet med avståndet från marken), och denna skillnad i vindhastighet skapar en vindhastighetsgradient. Som nämnts ovan kommer gradienten i sin tur att påverka ljudets hastighet. I den omvända zonen, ju högre vindhastighet, desto långsammare ljudvågsutbredningshastighet (faktisk ljudhastighet=ljudhastighet minus vindhastighet), så ljudet kommer att böjas uppåt.
Teoretiskt, för en 6-jämn stark vind med en vindhastighet på 13 kilometer i timmen, kan den genomsnittliga minskningen på några decibel per 100 meter minskas, men enligt faktiska mätningar kan en förlust på mer än 20 decibel observeras på relativt långt avstånd.
På samma sätt, när vinden är i samma riktning som ljudet färdas (medvind), bryts ljudet mot marken, så förhållandena är gynnsamma för ljudet att resa till marken och studsa från marken, vilket ökar intensiteten av ljudet (ljudnivå).
Vindhastighetsgradienter orsakar brytning av ljud, vilket gör det lättare att höra ljud från källor (även från bakom träd) medvind (medvind) och svårare att höra i motvind (uppvind).
Naturligtvis, om lyssnaren är nära ljudkällan och i motvind kommer ljudet faktiskt att höras starkare.
Detta beror på att reflektioner från marken är i spel. Men så länge avståndet är längre (300 meter) kommer det att finnas ett fenomen med snabb ljuddämpning (indikeras av det skuggade området i figuren nedan).
Ovanstående är teoretisk analys, följande är de faktiska uppmätta data, ordinatan bör vara den korrigeringsmängd som orsakas av vindfaktorn.
bild
Sammanfattningsvis påverkar vinden inte bara ljudets utbredningshastighet, utan påverkar också ljudets utbredningsriktning.
