Ääni on eräänlainen aalto, joka on ilman värähtelyä. Kun ilma virtaa, ääniaallon eteneminen voidaan jakaa kahden liikkeen, ilman virtauksen ja ääniaallon liikkeen suhteessa ilmaan, superpositioon.
Olosuhteiden, kuten lämpötilan ja tiheyden, lisäksi äänen etenemiseen vaikuttavia tekijöitä ovat "tuulen nopeuden gradientit". Tuulen nopeuden gradientit voivat muuttaa äänen reittiä ilman läpi tai tuuli voi aiheuttaa äänen taipumisen. Tämä on mielenkiintoisin paikka.
Otamme tyypilliseksi äänennopeudeksi 340 m/s, ja ilmassa on 5 m/s tuulta. Tuulesta johtuvan myötätuulen tuoma äänenvoimakkuus on ≈1,03 kertaa tuulettomaan verrattuna, mikä on todellakin liian pieni. Mutta jos tuuli on erityisen kova, kuuntelija ei välttämättä edes kuule puhuttua ääntä selvästi, koska tuuli on voimakkaampi kuin ihmisääni.
Ääniaaltojen, joiden kulkureitti on pitkä (yli 50 metriä), kun tuuli on vastakkainen äänen etenemissuuntaan nähden (eli tuulta vastaan), ääniaallot taittuvat ylöspäin. Tämä johtuu siitä, että karkea pinta (isot puut, rakennukset, vehnä jne.) estää tuulen etenemisen ja muodostaa turbulenssia Q siten, että tuulen nopeus lähellä maata on hieman alhaisempi kuin yläilma tai että yläilman nopeus on nopeammin (lähellä pintaa Tuulen nopeus yleensä kasvaa etäisyyden maasta kasvaessa), ja tämä ero tuulen nopeudessa luo tuulen nopeusgradientin. Kuten edellä mainittiin, gradientti puolestaan vaikuttaa äänen nopeuteen. Käänteisellä vyöhykkeellä mitä suurempi tuulen nopeus, sitä hitaampi ääniaallon etenemisnopeus (todellinen äänen nopeus=äänen nopeus miinus tuulen nopeus), joten ääni taipuu ylöspäin.
Teoreettisesti 6-tasolla voimakkaalla tuulella tuulen nopeudella 13 kilometriä tunnissa keskimääräistä pudotusta muutaman desibelin 100 metriä kohti voidaan vähentää, mutta todellisten mittausten mukaan yli 20 desibelin häviö voi olla havaita suhteellisen pitkän matkan päästä.
Samalla tavalla, kun tuuli on samaan suuntaan kuin ääni kulkee (myötätuuli), ääni taittuu maata kohti, joten olosuhteet ovat suotuisat äänen kulkemiselle maahan ja pomppaamiselle maasta, mikä lisää intensiteettiä äänestä (äänitaso).
Tuulen nopeuden gradientit aiheuttavat äänen taittumista, mikä helpottaa äänien kuulemista lähteistä (jopa puiden takaa) myötätuulessa (alatuuli) ja vaikeampi kuulla vastatuulessa (vastatuulessa).
Tietysti, jos kuuntelija on lähellä äänilähdettä ja vastatuuleen, ääni kuuluu itse asiassa voimakkaammin.
Tämä johtuu siitä, että maasta tulevat heijastukset ovat pelissä. Mutta niin kauan kuin etäisyys on kauempana (300 metriä), esiintyy nopea äänenvaimennusilmiö (josta näkyy varjostettu alue alla olevassa kuvassa).
Yllä olevat ovat teoreettisia analyyseja, seuraavassa todelliset mitatut tiedot, ordinaattinen arvo tulee olla tuulitekijän aiheuttama korjausmäärä.
kuva
Yhteenvetona voidaan todeta, että tuuli ei vaikuta vain äänen etenemisnopeuteen, vaan se vaikuttaa myös äänen etenemissuuntaan.
