Ist Schall bei Wind schneller?

Question

Was passiert bei den Schallwellen wenn starker Wind aufkommt? Sind die dann schneller? Hab mir das am Freitag gedacht. Da war in der Nähe ein OpenAir und man konnte es mal laut und mal leise hören

Answer 1

Da für die Ausbreitung von Schallwellen ein Trägermedium, z.B. Luft, nötig ist, hat natürlich die Bewegung des Trägermediums einen Einfluß auf die Ausbreitung hinsichtlich der Richtung und der Geschwindigkeit.

Nun ist eine Schallwelle die Ausbreitung einer Druckschwankung oder eines Druckunterschiedes. Das heißt, am Ort der Schallentstehung wird die Luft mehrmals pro Sekunde zusammengedrückt und wieder entspannt. An Deinem Ohr kommen dann sozusagen verdichtete und weniger verdichtete Luftpakete an, die Du dann wegen des Auftreffens auf Dein Trommelfell im Ohr als Ton bzw. Schall wahrnimmst.

Bewegt sich nun das Trägermedium Luft zwischen Dir und der Schallquelle, bewirkt das auch eine Verschiebung der verdichteten Luftpakete. Allerdings kommt es darauf an, wie stark die Verdichtung ist und wie stark die Bewegung der Luft ist.

Die Stärke der Verdichtung der Luftpakete hängt ab von der Schallquelle, also wie stark z.B. eine Lautsprechermembran schwingt.

Wenn Du nun das Konzert lauter und weniger laut gehört hast, trat offenbar folgendes auf:
Der Wind wehte seitlich (!), und transportierte einen Teil der verdichteten Luftpakete einfach weg.

Der nächste Effekt, der Auftritt, ist die Dispersion von Wellen. Das bedeutet, die Wellen laufen über eine lange Strecke immer weiter auseinander. Das führt dazu, daß ein gewisser Schall, z.B. erzeugt durch Musikgruppen, in einer bestimmten Entfernung einfach nicht mehr wahrgenommen werden kann, da sich zwar die verdichteten Luftpakete vorzugsweise in einer Richtung ausbreiten, sich jedoch auch nach und nach in der Luft verteilen und so immer schwächer werden, ihre Verdichtung sich also langsam auflöst.

Treten nun beide Effekte gleichzeitig auf, was kaum zu verhindern ist, es sei denn, es ist absolut Windstill, laufen also die Luftverdichtungen in bewegter Luft schneller oder weniger schnell auseinander. In immer größerer Entfernung von der Schallquelle macht sich dabei die Windgeschwindigkeit immer stärker bemerkbar, da in großer Entfernung die Verdichtung durch die Schallquelle nur noch sehr gering ist und bereits eine kleine Ablenkung durch Wind ausreicht, um den Schall lauter oder leiser wahrzunehmen.

Answer 2

Da der Wind oben schneller weht als in Bodennähe, führt dies zu einer Verstärkung der Schallwellen in Windrichtung.

Die Wellenfront der in Windrichtung nach oben wandernden Schallwellen wird durch die zunehmende Windgeschwindigkeit nach unten gedreht, so dass sich die Wellen eher in der Horizontalen ausbreiten. Der Schall breitet sich immer rechtwinklig zur Wellenfront aus. Dies führt zu einer Verstärkung des Schalls in Windrichtung.

(Die Geschwindigkeit des Windes ist viel kleiner als die des Schalls. Deshalb hat die Bewegung des Trägermediums Luft als Ganzes, in dem sich der Schall ausbreitet, keinen signifikanten Einfluss auf die Lautstärke. Aber die örtlichen Unterschiedliche der Fliessgeschwindigkeit und der Fliessrichtung der Luft sind signifikant, weil sie die Richtung der Schallwellen umleiten.)

Answer 3

Schall wird durch Stauchung und Zerrung der Luft übertragen.
Kommt die Luft auf Dich zu, so ist das medium "Luft" dichter, ein Mensch, der sich z.B. 100m vor Dir aufhält, und mit dem Wind Dir etwas zuruft, bei dem trägt der Wind die Schallwellen mit
sich . Die Luftteilchen bewegen sich bereits in die "Schall-Richtung".
Ruft Dir aber jemand gegen die Windrichtung zu, so müssen die Stossfronten der Luft (schall) sich gegen die allgemeine Bewegungsrichtung der Luftmoleküle fortbewegen.
Die Folge ist, dass die Schallwellen ihre Energie mit dem Wind nicht so schnell an diesen abgeben, wie gegen den Wind.

Answer 4

Schallwellen sind wandernde Luftdruckunterschiede. Wind ist "bewegte Luft". Insoweit hat Wind schon Einfluss. Da der Schall mit 1200 Kmh wandert sind übliche Windgeschwindigkeiten von 30-100 kmh nur von geringen Auswirkungen.
Bei höheren Windgeschwindigkeiten wirst Du wegen der Windgeräusche sowieso wenig hören.

Aber nun mal konkret:
Wenn der Wind sich auf Dich zubewegt wird der Schall schneller, die Frequenz also kürzer, der Ton also höher.
Wenn der Wind von der Seite kommt, dann hörst Du nicht mehr das, was einmal zentral in Deine Richtung geschickt wurde, sondern nur noch das leisere, was von der Bühne zur Seite abgestrahlt wurde und jetzt in Deine Richtung gelenkt wurde. Es wird also leiser.
Wenn Du übrigends bei Windstille auf die Bühne zurennst, dann kömmen die Schallwellen ja auch schneller bei Dir an, die Frequenzen werden höher.
Den Effekt kannst Du beobachten, wenn Du eine Bank überfällst und dann die Polizeiwagen auf Dich zufahren. Die Töne sind erst hoch udn werden dann normal, wenn die Fahrzeuge vor Deinem Geldsack bremsen.

Answer 5

In trockener Luft und bei einer Temperatur von 0 °C beträgt die Schallgeschwindigkeit 331,6 Meter pro Sekunde. Mit steigender Temperatur wird die Schallgeschwindigkeit größer: Bei 20 °C liegt sie bei 344 Metern pro Sekunde. Solange die Dichte konstant ist, haben Änderungen des Druckes praktisch keine Auswirkung auf die Schallgeschwindigkeit. Der Schall breitet sich in Gasen mit höherer Dichte (also in Gasen mit schwereren Molekülen) langsamer aus. Bei schwereren Molekülen haben die Schallwellen bei gleicher Temperatur eine geringere mittlere Geschwindigkeit, weil die Moleküle eines dichteren Mediums, einfach ausgedrückt, langsamer auf Druckschwankungen reagieren. Deshalb ist die Schallgeschwindigkeit in feuchter Luft größer als in trockener Luft (feuchte Luft enthält prozentual mehr Wassermoleküle, die leichter als die Stickstoff- und die Sauerstoffmoleküle der Luft sind). Die Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Gasen hängt auch von der spezifischen Wärmekapazität dieser Gase ab.

Allgemein ist die Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten und Festkörpern viel höher als in Gasen, und die Dichte hat hierbei denselben Einfluss: Die Schallgeschwindigkeit ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Dichte des Mediums. Sie ist außerdem proportional zur Quadratwurzel des so genannten Elastizitätsmoduls (Messgröße für die Elastizität eines Stoffes). Beispielsweise beträgt die Schallgeschwindigkeit in Kupfer bei Zimmertemperatur rund 3 353 Meter pro Sekunde. Mit steigender Temperatur sinkt die Geschwindigkeit des Schalles, weil der Elastizitätsmodul kleiner wird. Stahl besitzt einen höheren Elastizitätsmodul als Kupfer. Daher beträgt die Schallgeschwindigkeit in Stahl ungefähr 4 877 Meter pro Sekunde. Stahl leitet den Schall sehr gut, d. h., dieser ist auch in großer Entfernung von der Quelle noch wahrnehmbar. In Wasser liegt die Schallgeschwindigkeit bei Zimmertemperatur etwas unter 1 525 Metern pro Sekunde. Bei zunehmender Temperatur steigt sie stark an, und sie nimmt Untersuchungen zufolge stark ab, wenn Luftbläschen im Wasser vorhanden sind.

Answer 6

Kann ich mir nicht vorstellen...