Jun 05, 2023 伝言を残す

風は音速に影響しますか?

 

音は波の一種であり、空気の振動です。 空気が流れるとき、音波の伝播は、空気の流れと空気に対する音波の動きという 2 種類の動きの重ね合わせに分解できます。

音の伝播に影響を与える要因には、温度や密度などの条件のほかに「風速勾配」があります。 風速の勾配によって空気中の音の経路が変化したり、風によって音が曲がったりすることがあります。 ここが最も興味深い場所です。

典型的な音速を 340m/s とします。空気中には 5m/s の風が吹いています。 風による風下によってもたらされる音の強さは、無風時の約 1.03 倍であり、これは非常に小さすぎます。 ただし、風が特に強い場合は、人の声よりも風が強いため、話された音声がはっきりと聞こえないこともあります。

長い伝播経路 (50 メートルを超える) を持つ音波の場合、風が音の伝播方向と反対の場合 (つまり、風に逆らう場合)、音波は上向きに屈折します。 これは、表面の凹凸(大きな木、建物、小麦など)が風の伝播を妨げて乱気流 Q を形成し、地上付近の風速が上空よりわずかに遅くなったり、上空の風速が大きくなったりするためです。より速い(地表近く) 風速は一般に地面から離れるにつれて増加します。この風速の差により風速勾配が生じます。 上で述べたように、勾配は音速に影響します。 逆ゾーンでは、風速が大きくなるほど音波の伝播速度(実際の音速=音速マイナス風速)が遅くなるため、音が上に曲がります。

理論的には、風速 13 キロメートル、風速 6- レベルの強風の場合、平均 100 メートルあたり数デシベルの低減が可能ですが、実際の測定によると、20 デシベル以上の損失が発生する可能性があります。比較的遠距離から観察できます。

同様に、風が音の進行方向と同じ方向(追い風)にある場合、音は地面に向かって屈折するため、音が地面に伝わり、地面で反射して強度が増加するのに好ましい条件になります。音の程度(音量)。

風速の勾配により音の屈折が起こり、風下(風下)では音源(木の陰からでも)からの音は聞きやすくなり、風上(風上)では聞こえにくくなります。

もちろん、リスナーが音源に近く風上にいる場合、音は実際に強く聞こえます。

これは地面からの反射が影響しているためです。 ただし、距離が離れると(300 メートル)、急激に音が減衰する現象が発生します(下図の斜線部分)。

上記は理論解析であり、以下は実測データであり、縦軸の値は風要因による補正量となります。
写真

要約すると、風は音の伝播速度に影響を与えるだけでなく、音の伝播方向にも影響します。

 

 

お問い合わせを送る

whatsapp

skype

電子メール

引き合い