Как может направление ветра влиять на уровень шума автотрассы?

Я живу в километре на север от оживленной автотрассы. Когда ветер дует с юга, шум машин значительно сильнее, чем при северном ветре. Предположим, что скорость ветра не более 30 км/ч, как может направление ветра влиять на уровень шума трассы, если скорость звука более чем 1235 км/ч?

1. Ветер — самый главный метеорологический фактор внутри пространства с радиусом в среднем 150 м от источника шума, такого как шум проезжающих машин.
Влияние ветра по большей части ограничивается траекториями распространения шума вдоль поверхности земли. Здесь играет роль феномен сдвига ветра: из-за трения скорость ветра ниже, чем ближе к земле.
Такое падение скорости способствует нагибанию звуковых волн вниз, когда они идут в том же направлении, что и ветер, и вверх, когда они идут навстречу ветру. Этот процесс, называемый рефракцией, уменьшает шум, если ветер дует в сторону источника, и усиливает его, если ветер — от источника.
На расстоянии свыше 150 м более важен градиент вертикальной температуры воздуха, поскольку при определенных стабильных атмосферных условиях температура повышается с набором высоты, либо начиная с самой земли, либо с определенного уровня над ней. Такая инверсия происходит, когда уровень теплого воздуха оказывается запертым слоями холодного воздуха. Благодаря этой инверсии скорость звука с увеличением высоты повышается, вызывая звуковые волны, которые, отражаясь, идут обратно к земле. Это может привести к повышению слышимости шума для удаленных слушателей.

Если уровень шума возле вашего дома превышает допустимые пределы, вы можете потребовать от дорожной организации установить вдоль трассы шумозащитный экран, обычно он делается из монолитного поликарбоната и хорошо снижает звук проезжающих машин.

2. Ветер не придает звуку дополнительной скорости. Даже если предположить, что это так, объяснить, почему звук становится громче, этим нельзя. В вашем случае звук отражается, или «пригибается», точно так же, как пучок света отражается, когда попадает из воздуха на воду.
Так происходит потому, что скорость ветра не одинакова на разных высотах. На высоте 100 м, скажем, воздух движется со скоростью 30 км/ч. Однако ближе к земле на его пути встают деревья и здания, поэтому скорость ветра ниже. На уровне земли, между стеблями травы, скорость ветра близка к нулю. Звук, идущий горизонтально, при такой скорости будет «загибаться» вверх, если он движется против ветра, и вниз, если движется по ветру.
Лучший способ наглядно представить себе эту ситуацию — вообразить группу бегунов, которые, взявшись за руки, шеренгой бегут по пляжу. Если песок плотный, все передвигаются со одной скоростью, шеренга сохраняется ровной. А теперь представьте себе, что песок у воды сырой и твердый (что обеспечивает лучшие условия для бега), а дальше — сухой и рыхлый. В этом случае шеренга будет загибаться из-за отстающих бегунов.
По этой же самой причине, когда звук распространяется на 30 км/ч быстрее на высоте 100 м, чем у земли, верхняя звуковая волна, выходя из своей плоскости, пригибается к земле.

Комментарии: