Geluid is een soort golf, de trilling van lucht. Wanneer de lucht stroomt, kan de voortplanting van geluidsgolven worden ontleed in de superpositie van twee soorten beweging, de luchtstroom en de beweging van geluidsgolven ten opzichte van de lucht.
Naast omstandigheden zoals temperatuur en dichtheid, omvatten factoren die de voortplanting van geluid beïnvloeden, "windsnelheidsgradiënten". Windsnelheidsgradiënten kunnen het pad van geluid door de lucht veranderen, of wind kan ervoor zorgen dat geluid afbuigt. Dit is de meest interessante plek.
We nemen de typische geluidssnelheid van 340 m/s en er hangt een briesje van 5 m/s in de lucht. De geluidsintensiteit die door de wind wordt veroorzaakt door de wind is ≈1,03 keer die van wanneer er geen wind is, wat echt te klein is. Maar als de wind bijzonder sterk is, kan de luisteraar de gesproken stem misschien niet eens duidelijk horen omdat de wind sterker is dan de menselijke stem.
Voor geluidsgolven met lange reispaden (meer dan 50 meter), wanneer de wind tegengesteld is aan de richting van de geluidsvoortplanting (dat wil zeggen, tegen de wind in), zullen de geluidsgolven naar boven worden gebroken. Dit komt omdat het ruwe oppervlak (grote bomen, gebouwen, tarwe, enz.) de windvoortplanting zal belemmeren en turbulentie Q zal vormen, zodat de windsnelheid nabij de grond iets lager is dan de hogere luchtsnelheid, of dat de hogere luchtsnelheid is sneller (dichtbij de oppervlakte De windsnelheid neemt over het algemeen toe met de afstand tot de grond), en dit verschil in windsnelheid creëert een windsnelheidsgradiënt. Zoals hierboven vermeld, zal het verloop op zijn beurt de geluidssnelheid beïnvloeden. In de omgekeerde zone, hoe groter de windsnelheid, hoe langzamer de voortplantingssnelheid van de geluidsgolf (werkelijke geluidssnelheid=geluidssnelheid minus windsnelheid), dus het geluid zal naar boven buigen.
Theoretisch kan voor een 6-vlak sterke wind met een windsnelheid van 13 kilometer per uur de gemiddelde vermindering van enkele decibels per 100 meter worden verminderd, maar volgens feitelijke metingen kan een verlies van meer dan 20 decibel op relatief grote afstand worden waargenomen.
Op dezelfde manier, wanneer de wind in dezelfde richting is als het geluid reist (wind in de rug), wordt het geluid naar de grond gebroken, dus de omstandigheden zijn gunstig voor het geluid om naar de grond te reizen en van de grond te stuiteren, waardoor de intensiteit toeneemt van het geluid (geluidsniveau).
Windsnelheidsgradiënten veroorzaken breking van geluid, waardoor het gemakkelijker wordt om geluiden te horen van bronnen (zelfs van achter bomen) benedenwinds (benedenwinds) en moeilijker te horen bovenwinds (bovenwinds).
Natuurlijk, als de luisteraar zich dicht bij de geluidsbron en tegen de wind in bevindt, zal het geluid sterker worden gehoord.
Dit komt omdat reflecties van de grond in het spel zijn. Maar zolang de afstand groter is (300 meter), zal er een fenomeen van snelle geluidsdemping optreden (aangegeven door het gearceerde gebied in de onderstaande afbeelding).
Het bovenstaande is een theoretische analyse, het volgende zijn de werkelijk gemeten gegevens, de ordinaatwaarde moet het correctiebedrag zijn dat wordt veroorzaakt door de windfactor.
afbeelding
Samenvattend heeft de wind niet alleen invloed op de snelheid van de geluidsvoortplanting, maar ook op de richting van de geluidsvoortplanting.
