Pieniä selityksiä on useita, mutta pisimmälle kuuluvat äänet, jotka eivät pääse taivaan tuuliin.

Kevättalven pakkasöinä saattaa kuulla huuhkajan huhuilun ällistyttävän kaukaa, kilometrien päästä. Huuhkajan matala ääni kantaa pitemmälle kuin vaikkapa helmipöllön korkeampi puputus.

Ilma imee korkeiden äänien energiaa paljon enemmän kuin matalien. Matalat äänet myös taittuvat eli kiertävät esteitä paremmin kuin korkeat. Jos pöllön ja retkeilijän välissä on kallio, matala ääni - jolla siis on pitempi aallonpituus kuin korkealla - taittuu ilmasta esteen taakse korkeaa ääntä paremmin. Samasta syystä risteävältä kadulta lähestyvästä paraatista kuuluvat ensin matalat rummut ja vasta sitten yhtä voimakkaat korkeammat äänet. Ääni taittuu kadunkulmassa, ja matalat äänet parhaiten.

Korkeapaine parantaa

Korkeapaine parantaa kuuluvuutta hieman. Yleensä Suomessa onkin kova pakkanen juuri kirkkaina öinä, kun ilmanpaine on korkealla.Ilman suhteellinen kosteus korreloi sekin positiivisesti äänen kantavuuteen. Vaikutus ei kuitenkaan ole kovin suuri.Jos pakkasyö on tyyni, huhuilut tietysti kuuluvat vielä paremmin kuin tuulisella säällä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kerros kuin seinä

Joskus ääni tuntuu pakkasella kantavan aivan erityisen pitkälle, vähän niin kuin kesällä mökillä, kun naapurin ääni kuuluu vastarannalta tyynen järvenselän yli. Kummankin aiheuttaa sama ilmiö, äänen heijastuminen. Ääni heijastuu vedenpinnasta, mutta se voi heijastua myös kahden ilmakerroksen rajapinnasta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tavallisesti ilman lämpötila laskee, mitä korkeammalle mennään. Toisinaan parinsadan metrin korkeuteen saattaa kuitenkin muodostua ohut lämpimän ilman kerros, joka käyttäytyy kuin seinä.

Tämä niin sanottu inversiokerros voi syntyä monista syistä. Esimerkiksi tyyninä ja selkeinä öinä lähellä maanpintaa oleva ilma saattaa jäähtyä kylmemmäksi kuin korkeammalla leijuva ilma. Tällöin kylmä, raskas ilma jää loukkuun lämpimän ilmakerroksen alle.

Ilmiö lienee useimmille tuttu uutiskuvista, joissa ilmansaasteista kärsivän kaupungin yllä lepää harmaa matto. Jos tehtaan tai voimalan piippu ei ole tarpeeksi korkea, ylös kohoava ilma pysähtyy inversiokerroksen alarajalle ja savu jää kiusaamaan asukkaita.

Inversiot purkautuvat yleensä auringon lämmittäessä alimpia ilmakerroksia. Koska talvella paiste on heikkoa, inversiot voivat olla voimakkaita ja kestää pitkään.

Rajapinta palauttaa

Sama rajapinta, joka pysäyttää saasteet, voi pysäyttää myös äänen ja lähettää sen takaisin maata kohti. Tällöin ylös suuntautuneet ääniaallot eivät mene hukkaan taivaan tuuliin vaan heijastuvat kuultaviksi. Näin vaikkapa huuhkajan huhuilu voi kantautua erityisen kauas.

Inversiokerroksen rajalla äänelle käy siis samaan tapaan kuin valolle veden ja ilman rajalla. Veden alle ei näe kuin melko kohtisuoraan pintaa vasten katsoessaan, koska veden alta viistosti pintaan tulevat valonsäteet heijastuvat rajapinnassa kokonaan.

Kokeile laskurilla, miten äänen ja ilman laatu vaikuttavat ääneen. www.csgnetwork.com/atmossndabsorbcalc.html

Julkaistu Tiede -lehdessä 2/2010

Sisältö jatkuu mainoksen alla