Pääset lukemaan sivustoa tämän mainoksen jälkeen.

Tilaa
Jutut

Salaisuudet leviävät vesillä – Ääniaallot voivat kantautua yllättävänkin kauas

26.07.2021

Tekstimeteorologi markus mäntykannas

Kuvatistock, satu björn

Kesäiltana veneen lipuessa tyynellä järvellä ei välttämättä kannata keskustella arkaluonteisista asioista, sillä joku voi kuulla. Ääniaallot voivat kantautua yllättävänkin kauas, jopa suuren järvenselän yli.

Ääni voi syntyä massan, voiman tai liikemäärän seurauksena. Myös lämmön tuotto kaasussa ja nesteessä synnyttää äänen, samoin kemialliset tai fysikaaliset ilmiöt.

Fysiikan oppien mukaan ääni on ilmassa etenevää värähtelyä. Normaalitilanteessa ääniaallot lähtevät leviämään äänilähteestä ympäristöönsä pallomaisesti. Etenemisnopeus riippuu väliaineesta, sen lämpötilasta ja tiheydestä.

Mitä korkeampi on väliaineen, kuten esimerkiksi ilman lämpötila, sitä nopeammin ääni etenee. 20-asteisessa ilmassa ääniaallot etenevät noin 343 m/s, 10 asteen lämpötilassa puolestaan 337 m/s. Eteneminen hidastuu 0,6 m/s, kun lämpötila laskee asteen verran. Eli lämpötilan noustessa ääniaaltojen eteneminen nopeutuu.

Näin ääni etenee veden yllä

Ääniaallot pääsevät etenemään vesistön yllä suhteellisen vapaasti, koska kulkuesteitä ei ole. Tällöin puhutaan äänen pallohajaantumisesta, eli ääniaallot hajaantuvat lähteestään pallomaisesti ympäristöönsä, sekä sivu- että pystysuunnassa.

Ääniaaltojen liikkeeseen veden yllä vaikuttavat veden sekä ilman lämpötila, tuulisuus ja aallot. Tyyni ilma ja viileä vedenpinta kantavat ääniaallot pitkälle. Aallokko sen sijaan sirottaa ääntä, jolloin kantama jää lyhyemmäksi.

Viileän veden yllä ääni kantaa pitkälle

Mökkeilijät ja veneilijät tietävät, että ääni voi kaikua hyvinkin kauas vesistön yllä heikkotuulisina kesäiltoina. Mökkinaapurin keskustelun voi kuulla vastarannalta, vaikka etäisyyttä olisikin toista sataa metriä. Tällöin toki kannattaa miettiä myös omia sanomisiaan.

Äänen kantomatka on vesistön yllä suurimmillaan silloin, kun vesi on yllä olevaa ilmaa kylmempää. Näin käy erityisesti kesän alkupuolella, jolloin vesistöjen yllä vallitsee usein inversiotilanne.

Normaalisti lämpötila laskee korkeuden lisääntyessä, mutta kesäisin veden yllä tilanne on päinvastainen: vesi on viileämpää kuin yllä oleva ilma, joten lämpötila nouseekin korkeuden mukana. Tätä kutsutaan meteorologiassa inversioksi.

Kylmä vesi viilentää myös yllä olevan ilmakerroksen, jossa ääniaaltojen etenemisnopeus hidastuu ja ne taipuvat alaspäin kohti järven pintaa. Vedenpinnasta ääniaallot heijastuvat taas ylemmäs, mutta liike tyssää kylmän ja lämpimän ilmakerroksen rajapintaan, inversiokerrokseen. Tämä aiheuttaa ääniaaltojen pitkäkestoisen “pomppimisen” veden ja ilmakerrosten rajapinnan välillä. Ääniaalloissa tapahtuvan sylinterihajaantumisen myötä äänen vaimeneminen etäisyyden funktiona on puolet pienempää kuin normaalitilanteessa eli pallohajaantumisessa, joten äänen voi todellakin kuulla kaukana.

Linnut hyödyntävät

Äänen kantautuminen pitkän matkan päähän on tunnettu (ja pelätty) ilmiö tyyninä kesäiltoina mökkijärven ympäristössä. Se voi aiheuttaa kiusallisia tilanteita mökkeilijöille, mutta linnut ottavat siitä ilon irti.

Esimerkiksi kuikat hyödyntävät äänen pitkää kantamaa kommunikoidessaan järvenselän yli. Ääni kantautuu pisimmälle juuri veden pinnan yläpuolella.

Jos äänen lähde on kuitenkin liian korkealla, esimerkiksi inversiokerroksen yläpuolella, kantama voi jäädä lyhyemmäksi, koska sylinterihajaantumista ei tapahdu

Lue myös nämä

X