A terjedés irányának megváltozása:

Hanghullámok törése a hőmérsékletváltozás miatt

A hang terjedési sebessége a levegő hőmérsékletével növekszik. (A sebességnövekedés Celsius fokonként körülbelül 0,6 m/s.) Mivel a levegő hőmérséklete a magassággal változik, a különböző hőmérsékletű légrétegek határán a hanghullámok törést szenvednek, illetve folyamatos hőmérsékletváltozás esetén a terjedés iránya görbe vonallal jellemezhető.

Mivel a hőmérséklet általában csökken a magassággal, felfelé haladva a hangsebesség is csökken, a különböző irányokban kibocsátott hanghullámok terjedési iránya ezért a függőleges felé törik, vagyis a hullámok „felfelé kanyarodnak”, ez pedig a földfelszínen lévő megfigyelők számára gyengülést jelent.

Hőmérsékleti inverzió:

Előfordul azonban a fordított eset is, amikor a hőmérséklet a talaj felett növekszik a magassággal (és csak valahol nagyobb magasságban kezd csökkenni). Ilyen hőmérsékleti inverzió kialakulhat például a földfelszín erős éjszakai lehűlésének következtében, de az anticiklon által meghatározott időjárási körülmények között is jellemző.

Hőmérsékleti inverzió esetén felfelé haladva a hangsebesség nő, a hanghullámok terjedési iránya tehát a függőlegestől elfelé törik, vagyis a különböző irányokban kibocsátott hullámok „lelfelé kanyarodnak”. A hang ilyenkor kevésbé gyengül a távolsággal, sőt, a különböző irányokba induló hullámok újra találkozásával bizonyos távolságban még fókuszálódhat is.

Szélirányban a szél is hasonló hatással van a hullámterjedésre.

A szél hatása

A szél nagyban befolyásolja a kialakuló zajszintet. Lakókörnyezet vagy ipari létesítmény tervezésekor figyelembe kell venni az uralkodó széljárást is.

 Mivel a hangsebesség a hordozó közeghez, vagyis a levegőhöz képest értendő, a hangterjedésnek a földfelszínen álló megfigyelőhöz viszonyított iránya függ a szél irányától és a szélsebességtől.

 A szélerősség jellemzően növekszik a talaj feletti magassággal. Ha ez a sebességnövekedés nagyobb mértékű, mint a a hőmérsékletcsökkenés miatti sebességcsökkenés, akkor szélirányban a két jelenség eredőjeként (az álló megfigyelőhöz viszonyítva) a hullámfrontok haladási sebessége nő a magassággal.

Ilyenkor tehát szélirányban normál meteorológiai körülmények között is úgy viselkednek a hanghullámok, mint hőmérsékleti inverzió esetén: a talaj felé kanyarodnak, ezáltal akár még erősödés is felléphet. (Ugyanekkor a forráshoz képest a széllel ellentétes irányban fokozott mértékű zajszintcsökkenés tapasztalható, mintha a hőmérséklet a valóságosnál rohamosabban csökkenne a magassággal.

Érdekes zajvédelmi megoldás az amszterdami repülőtéren

Az elmúlt évszázad népességnövekedése nyomán az emberi társadalmak egyre nagyobb hányada él nagy népsűrűségű, városias településformában, a népességváltozással együtt járó gazdasági átalakulás folytán pedig ipari üzemek, szállítási útvonalak, forgalmas utak, repülőterek kerültek a lakókörzetek közvetlen közelébe. Az iparilag magasan fejlett, de éppen ezért általában túlzsúfolt területeken élők zajterhelése társadalmilag komoly problémává vált.

http://www.amusingplanet.com/2017/06/how-amsterdams-airport-is-fighting.html

Az amszterdami Schiphol Repülőtér évente majdnem 500 ezer járattal, és több, mint 60 millió utassal Európa harmadik legforgalmasabb repülőtere. Amikor 1916-ban létesítették a várostól 9 kilométerre, a környéke még lakatlan volt. Mára azonban sűrűn lakott területté fejlődött, ahol a körülbelül percenként felszálló vagy érkező repülőgépek zaja mindenképpen intézkedéseket kívánt.

A közelben lakók számára az egyik legzavaróbb zajforrás a felszálló gépek nyomán szüntelenül hallható alacsony frekvenciájú moraj volt. Ezeknek a talajszint közelében haladó hullámoknak a szabad terjedését semmiféle domb vagy völgy nem zavarta a teljesen sík harlemmermeer-i tájon. Amióta 2003-ban megépült a leghosszabb kifutópálya, az uralkodó szélirányban gyakran 28 km távolságból is jól lehetett hallani a felszállás zaját.

A repülőtér igazgatóságának a véletlen adta az ötletet, hogy tájépítészek bevonásával igyekezzenek orvosolni a problémát. 2008-ban észrevették ugyanis, hogy amikor a kifutópálya és a környező települések közötti, mezőgazdasági művelésbe vont sávot felszántották, a hullámoknak a barázdákon visszaverődve fellépő diszperziója nyomán a zajszint érezhetően lecsökkent.

Közvetlenül a kifutópályán túl megépítettek hát egy sor szabályosan váltakozó tökéletesen egyenes földsáncot és árkot, ezáltal bordázott felszínt hozva létre. A bordák közötti távolság körülbelül megfelel a kifutópályán végigszáguldó repülőgépek által keltett alacsony frekvenciájú moraj jellemző hullámhosszának.

A bordázat körülbelül 10 decibellel alacsonyabb zajszintet eredményezett.

A 36 hektáros terület parkként működik, kerékpárutakkal, sétautakkal és hangtani érdekességeket bemutató létesítményekkel. (Van például Chladni-tó, ahol egy víz alatti rezgéskeltő berendezés Chladni-ábrákat hoz létre a vízfelületen.)