¿Por qué el sonido viaja mejor con el viento?

Es posible que haya notado que puede escuchar un sonido mejor si proviene del viento en vez del viento. Suponemos que esto se debe a que el viento "empuja el ruido". Desafortunadamente para nuestras intuiciones, se puede demostrar fácilmente que esta fuerza es demasiado pequeña para dar cuenta del efecto observado.

La velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 760 millas por hora (1,223 kph). Si un viento típico sopla a 30 mph, esto es solo el 4% de la velocidad del sonido, lo que significa que el viento solo puede acortar o aumentar la distancia que un determinado sonido necesita viajar en esa cantidad. La diferencia sería demasiado sutil para ser detectada por el oído humano, por lo que obviamente esto no descubre la fuente del fenómeno.

La solución real está unida a una propiedad física llamada viscosidad. Debido a la viscosidad, la velocidad del viento cerca del suelo es en realidad más lenta que la velocidad en altitudes más altas. Las colisiones entre las moléculas de aire y el suelo dan lugar a efectos de turbulencia que impiden que las ondas se transmitan a lo largo de este nivel de aire tan rápido.

Si el aire tiene una temperatura uniforme, el cambio de viscosidad con la altitud hace que una onda de sonido se acelere a lo largo de las capas superiores del aire. Esto hace que la onda se incline hacia abajo, lo que la hace más audible para un oyente humano. Este fenómeno de redireccionamiento se llama refracción. Cuando la ola se mueve contra el viento, se refracta en la dirección opuesta, hacia arriba. De hecho, si estuviera flotando sobre el suelo en un área contra el viento de la fuente, escucharía el sonido con bastante claridad, debido al reflejo de las ondas en su dirección.

En un área con temperatura uniforme y sin viento, las ondas de sonido siempre viajan hacia afuera a la misma velocidad desde la fuente. Como hemos visto, este no es siempre el caso.