Spørg Fagfolket: Hvilken indvirkning har vinden på udbredelsen af lydsignaler?
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Spørg Fagfolket: Hvilken indvirkning har vinden på udbredelsen af lydsignaler?

Illustration: Nadezhda Zaitceva/Bigstock

Vores læser Peter Stauning har spurgt:

Spørgsmålet drejer sig om vindens indvirkning på udbredelsen af lydbølger.

Selv i meget svag vind er der meget stor forskel på lydstyrken fra fjerne lydkilder, f.eks. fra trafikken på en motorvej et par km borte, om vinden går fra eller mod retningen til støjkilden.

Hvordan indvirker vind i det hele taget på udbredelsen (dæmpningen) af lydsignaler?

Læs også: Spørg Scientariet: Kan man høre lyd fra rummet?

Per Finne og Claus Backalarz, seniorspecialister i Force Technologys akustikafdeling, svarer:

De vigtigste faktorer for lydudbredelsen udendørs er vindretning, temperaturgradient og terrænets beskaffenhed. Derudover påvirker skærmende og reflekterende genstande lydens udbredelse.

I figurerne herunder er de beskrevne principper illustreret. De gule områder er skyggezoner, hvor der vil være betydeligt lavere lydniveauer, end hvis vejret er neutralt (temperaturgradient=0 og vindstille). Den røde prik angiver støjkilden.

Figur 1. Illustration: Force Techonology

I stille vejr og med temperaturgradient 0 (Figur 1) vil lyden fordeles nogenlunde ligeligt i alle retninger hvis lydkilden er rundstrålende, hvilket vil sige, at lyden spredes ligeligt til alle sider i modsætning til eksempelvisen almindelig højttaler, der vil sende det meste af lyden fremad.

Fra kilder tæt på terræn vil lyden udbredes ligeligt over en halvkugle på grund af refleksionen fra terræn.

Figur 2. Illustration: Force Techonology

Tilsvarende vil støjen fra en vej, der på afstand kan betragtes som en linjekilde, udbredes ligeligt over en flade formet som en halv cylinder. En linjekilde er en støjkilde, som er lang, og som hovedsageligt sender lyden vinkelret på længdeaksen, dette kan for eksempel være støj fra veje med megen trafik.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvorfor får jeg ondt i ørerne i flyet?

Højere lyd på overskyede dage

Temperaturgradienten angiver, hvor meget temperaturen stiger eller falder med højden over terræn. Vi har typisk negativ temperaturgradient (faldende temperatur med højden) i solskinsvejr, hvor solen har varmet terrænet op (Figur 4).

Figur 3. Illustration: Force Techonology

Positiv temperaturgradient (Figur 3) optræder typisk i overskyet vejr. Temperaturgradienter vil ofte ligge i intervallet -0,05 til +0,05 °C/m.

Lyden høres bedst på lange afstande, hvis der er medvind fra støjkilden i retning mod lytteren (Figur 2, til venstre for støjkilden).

Figur 4. Illustration: Force Techonology

Det skyldes, at i medvind vil lydens ‘baner’ (som man i visse sammenhænge kan sammenligne med stråler) blive bøjet nedad i retning mod lytteren, fordi vindhastigheden stiger med højden.

Dermed vil en del af den lydenergi, der i vindstille vejr vil forsvinde opad eller væk fra lytteren, blive bøjet i retning mod lytteren. Man kan sige, at en større del af lydenergien bliver båret i retning mod lytteren, der derfor vil opleve et højere lydniveau end på vindstille dage eller på dage med vind fra lytteren mod støjkilden (Figur 2, til højre for støjkilden).

Læs også: Spørg Scientariet: Hvordan stedbestemmer man lyd med lukkede øjne?

Lydhastighed kan stige med højden

Når der er positiv temperaturgradient, og det er vindstille (Figur 3), svarer lydudbredelsen til, at der er medvind fra kilden ud i alle retninger.

På grund af den lavere temperatur ved terræn vil lydhastigheden stige med højden (lydens hastighed stiger med temperaturen). Dermed vil lyden udbredes med højere hastigheder, når højden stiger, og dette vil i sidste ende medfører, at lydens ‘baner’ krummes nedad.

Dermed vil en del af den lydenergi, der med temperaturgradient 0 vil forsvinde opad, blive bøjet i retning mod lytteren. Igen med et højere lydniveau ved lytteren til følge.

Dine iagttagelser om, at der er mere støj fra motorvejen i medvind fra denne, svarer altså fint til beskrivelserne herover.

Oftest påvirkes lydudbredelsen af både vind og temperaturgradient og bliver dermed ganske kompleks at beskrive. Som nævnt spiller terrænoverfladen også ind. Helt specielt er det ved snedække, hvor ganske meget lydenergi absorberes i sneen og derfor ikke når lytteren.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvorfor spiller mine DAB-radioer forskudt?

Ingen måling ved sne

At lyden udbredes meget forskelligt afhængigt af vejret er grunden til, at man i forbindelse med måling af ekstern støj fra bl.a. vej, bane og industri skal måle under nøje specificerede vejrforhold (medvind og temperaturgradient inden for visse grænser), og man måler ikke ved snedække.

Besværlighederne med at kunne måle under korrekte vejrforhold er én af grundene til, at man for de fleste støjtyper (f.eks. vej- og togtrafik) hovedsageligt beregner støjbidraget hos naboerne.

Sammen med Vejdirektoratet har Forces akustikafdeling (tidl. Delta) lavet lydeksempler på trafikstøj, der udbreder sig i medvind og modvind ved forskellige vindhastigheder. De kan høres her.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Når temperaturen i luften stiger med højden kaldes det temperaturinversion.

Temperaturinversion påvirker radiobølger, lyd og lys.

Fænomenet med lysets bøjning grundet temperaturgradienten kaldes luftspejling:
Citat: "...
Normaltilstanden i jordens atmosfæres troposfære er en vertikal temperaturgradient på omkring -1°C per 100 meters højde. Værdien er negativ, fordi det bliver koldere jo højere du kommer.
[]
I følge Minnaert[1] må gradienten være mindst 2 °C per meter for at få en luftspejling, og spejlingen bliver ikke kraftig før gradienten når 4 eller 5 °C per meter.
..."

Fænomenet med radiobølgers bøjning (især VHF og UHF) grundet temperaturgradienten kaldes på engelsk tropospheric ducting:
Citat: "...
Ducting can occur on a very large scale when a large mass of cold air is overrun by warm air. This is termed a temperature inversion, and the boundary between the two air masses may extend for 1,000 miles (1,600 km) or more along a stationary weather front.
..."

  • 0
  • 0

Interessant. I vindstille vej ved vandet har jeg ofte oplevet at man f.eks. kan høre folk tale sammen selv om de befinder sig i en båd så langt borte at man forventer ikke at kunne høre sådanne detaljer, men det kan man så alligevel.
Det kan så skyldes koldt luftlag over vandet - positiv temperaturgradient.
Hvad med luftfugtighedens gradient, kan den også spille afgørende ind?

  • 0
  • 0