大氣中的噪聲傳播
正文
噪聲在大氣中傳播時，它的強度會隨傳播距離的增加而衰減，傳播路徑也往往會偏離直線的前進方向。在聲源近旁，傳播情況同聲源的性質和形狀密切相關。在距離比聲源幾何尺寸大得多的地方，可把聲源中心作為等效的點聲源來處理。這時傳播的情況主要決定於距離和大氣的特性。噪聲的衰減 噪聲隨距離衰減的主要原因是聲波的擴張和大氣對它的吸收。從點聲源輻射的聲波，由於向四周擴張，聲強按距離平方成反比的規律變化，因此聲壓隨距離反比地衰減，離聲源距離每增加一倍，聲壓級降低6分貝。由於大氣的吸收,聲強或聲壓按指數規律衰減，即聲壓級降低量與傳播距離成比例。這種衰減可用分貝每米為單位的衰減常數來表示。如果已知離聲源距離r0米處以分貝為單位的聲壓級為L0，則距離r米處的聲壓級Lp可用下式表達：
反映大氣吸收的衰減常數由兩部分組成，第一部分稱為“經典吸收”，是空氣的粘滯性、熱傳導以及空氣分子轉動等所產生的聲能耗散引起的。它與聲波頻率的平方成正比,並與空氣溫度和氣壓有關,而與空氣濕度無關。除非聲波頻率很高，這種吸收一般可以不考慮。第二部分稱為“分子吸收”，主要是空氣中氧分子振動弛豫效應所引起的，與空氣的溫度和濕度密切相關。它也隨聲波頻率的增減而增減，但變化規律較為複雜。衰減常數的實驗值見表： 此外，噪聲在綠化地帶傳播，還可以有附加的衰減。如果傳播距離不太大，除了頻率很高的聲波外，實際衰減量是很有限的（見綠化降噪）。
噪聲傳播方向的變化 噪聲在大氣中傳播方向發生變化的原因，除由於地面障礙物反射和衍射外，主要是大氣中溫度或風速分布不均勻而使聲波折射。
大氣中的聲速與絕對溫度的平方根成正比。大氣溫度隨高度增大時，聲速隨高度增大，聲傳播方向將向地面彎曲。這時，地面上聲源所發射的噪聲，由於集中在地面附近區域,可以沿地面傳播到較遠的地方。反之,大氣溫度隨高度增加而下降時，聲波將向上空彎曲。這時，地面附近聲源所發射的噪聲將在離聲源一定距離的地面上掠過並在較遠處形成聲影區域（圖1）。例如在晴天夜晚，地面由於熱輻射和熱傳導迅速冷卻，靠近地面的空氣溫度下降，而離地面較高處仍保持較高的溫度。在晴朗的白天，大氣溫度隨高度下降。因此，地面上聲源所發射的噪聲在夜晚傳播較遠，而在白天傳播較近。 風速分布對噪聲傳播方向也有影響。當聲波順風傳播時，對地面的聲速應疊加上風速。由於風速一般隨離地面高度增大，因此聲波將向地面彎曲，這表明順風時噪聲可以沿地面傳播較遠的距離。當逆風傳播時，聲波將向上空彎曲,在地面上較遠處將形成聲影區域（圖2）。 參考書目
C.M.Harris,Handbook of Noise Control,2nd ed., McGraw-Hill,New York,1979.
