众所周知,大自然的声音和花香,都是借助空气这个介质传递给人的听觉和嗅觉,因而空气的物理属性(例如“温度”)对声音和花香的传播肯定有一定的影响。反过来说,利用声音和花香的传播情况,也可预测某些气象要素。
声音是发生体以声波的形式所进行的能量传播(图片来源:百度)
听声音测天气
声音是发生体以声波的形式所进行的能量传播。一般来说,声音传播的距离大或是速度慢,能量消耗就大,倘若声波的能量全部消耗在传播途中或是声波改变方向,人的耳朵就听不到声音了。而声音传播的速度与弹性介质的种类和状况关系极大,在室温时声速大约每秒340米,其传播介质是巧℃的标准空气。事实上空气是不可能“标准”的,它的状况与各种气象要素的组合(也就是天气的状况)密不可分。
研究表明,声音的传播速度与温度是成正比的,在近地层中,当气温随高度增加而降低时,声音的传播速度随高度增加而减小,声波就会向上弯曲(俗称“声音起飞了”);反之,当气温随高度增加而升高,声音的传播速度就会随高度增加而增加,声波呈向下弯曲状,给人的听觉就是“声音在下沉”。
阴雨天气的白天,空气温度相对较低,越靠近地面,空气温度越高,声波向空中弯曲,因而地面上的人就不容易听到远处的声音。在天气晴朗时的傍晚,太阳落山后,地面热量开始向空中辐射,使得在一定范围内,空气温度随着高度增加而上升,声波向下方弯曲,声能多半沿地面传播,能量损失小,人耳便容易听到声音,我国民间总结出的“火车叫得响,天气准是好”,便和这一规律不谋而合。基层气象工作者还把夏日傍晚的雷声大小,作为天气预报的辅助指标。
夏秋季节的中午,下垫面受热升温,裸地最高温度可达60℃以上,水泥、柏油路面温度更高,相比之下,空气温度就显得较低(气温一般是不会超过40℃的)。在夏季中午,四周环境显得非常静谧,利于午休。而到消暑纳凉的夜晚,地面已冷却,空气温度降温较小,声波向下弯射,所以四周声音听得较清晰,尤其在下垫面多为泥土的乡村,传声效果更为明朗—在乡村的夏夜,蛙鸣悠扬,吠声阵阵,田园气息更加浓郁。