天氣對環境噪聲測量有什么影響？

HBK聲學與振動

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客戶要求在下周前拿到報告，但你還在等待一個適合測量的天氣。由于天氣常常不隨人愿，尤其是在有截止時間的情況下，因此天氣條件不時被忽視就不足為奇，顧問需采取實用性方法。

一系列隨時間變化的氣象與大氣因素共同影響聲音的傳播。實際上，任何指定測量點的測量結果均取決于測量時的天氣條件。

本文通過現場實際測量來描述天氣條件對噪聲級的影響，從而提高對氣象學在噪聲測量中的重要性的認識。

噪聲傳播理論

噪聲本質上是一種聲波，如果具有各向同性，將從聲源向所有方向均勻輻射。由于存在幾何彌散，收聲位置離聲源越遠，收到的噪聲級越小。在無任何大氣變化的情況下，距離每增大一倍，收到的噪聲級將減小6 dB。在下列因素開始影響聲音的傳播之前，該規律始終正確。

圖1

接收者與聲源的距離

需考慮的最重要因素是接收者與聲源的距離。在許多室外噪聲評估中，噪聲敏感型接收者與聲源較近，在這種情況下，氣象因素對測量的影響可忽略。但怎樣的距離才算較近？這在目前還沒有固定的規則，但ISO 1996-2:2007標準提供了利用聲源和接收者的高度與聲源和接收者之間的距離計算結果不確定度的公式與參考表格。

風速與風向

風速與風向是影響測量的重要因素，即使測量時間較短。從噪聲源向測量位置流動的風會增大噪聲級，風力越大，影響越大，直至風本身成為主要噪聲源。因此，法律規定了可接受的風速與風向限值或就可接受的風速與風向提供了建議。

風速梯度

風速梯度由地面與風之間的摩擦造成，因此，海拔越高，風速越大，使聲音“集中”在聲源的順風側，而在逆風側形成“陰影”。在順風側，聲壓級可能會增大幾分貝，具體取決于風速，但在逆風或側風處測量時，聲壓級會下降20 dB以上，具體取決于風速和距離。因此，最好順風測量即偏差較小，測量結果代表保守的“最差狀況”。

溫度梯度

距離較長時，溫度梯度同樣會影響聲音的傳播（圖3）。在典型的晴天下午，地面附近的氣溫最高，離地面越遠，氣溫越低，這使得聲波朝上向遠離地面的方向折射，導致聽眾位置的噪聲級減小。在晚上，這種溫度梯度正好相反，離地面越近，氣溫越低。這種狀況通常稱為逆溫現象，使聲音朝下向地面彎曲，因而聽眾位置的聲壓級較高。與風速梯度類似，距離較大時，溫度梯度也會影響聲音的傳播。