voortplantingssnelheid van geluid in wolken

[Jan van de Velde]

Ik zoek een betrouwbare bron voor de geluidssnelheid in wolken en mist. Niet per se getallen, maar wel een verband als bijv " hoe soepiger de mist, hoe lager/hoger de geluidssnelheid"

Iemand beweert dat de geluidssnelheid in wolken groter is dan in lucht, ik meen juist kleiner. Maar ik kan geen bron vinden die dat expliciet bespreekt laat staan iets tegenspreekt. Van alles over druk, temperatuur, ook de (kleine) rol van luchtvochtigheid, dwz gasvormig water in lucht, maar niks duidelijks over het effect van de druppeltjes behalve demping.

Mijn hypohese is, omdat geluid van misthoorns van scheepvaart vele kilometers ver hoorbaar kan zijn, dat door refractie geluidsgolven die de hoogte in willen naar beneden worden bijgebogen. Daarvoor moet de snelheid in de mist lager zijn dan erboven.

Hier:
https://link.springer.com/article/10.11 ... 3814060140
uit de abstract (rest van het artikel heb ik geen toegang toe) concludeer ik ook dat de geluidssnelheid in mist lager is dan in lucht.
"it is established that if a wave is incident from fog to the interface there is a critical angle of incidence so that total internal reflection occurs at greater angles."

Dit verklaart volgens mij ook prima dat misthoorns op zee vér te horen zijn: wij horen 10 km achter de zeedijk wel eens de misthoorns van de scheepvaart op de Westerschelde.

Zou de geluidssnelheid in mist groter zijn dan zou elke geluidsgolf door refractie naar boven buigen (uit de mist) en al op relatief korte afstand niet meer hoorbaar zijn op de grond.

Maar klopt mijn hypothese? of die van mijn tegenspreker?

[Xilvo]

Dit zou erop wijzen dat de geluidssnelheid in mist lager is dan in lucht zonder waterdruppeltjes:

Based on the analytical expressions obtained and the analysis of numerical calculations, it is established that if a wave is incident from fog to the interface there is a critical angle of incidence so that total internal reflection occurs at greater angles

[Jan van de Velde]

ja, dat vond ik ook, uit diezelfde bron. Maar dat is nog steeds slechts een impliciete bron, en nog steeds maar één. Vind ik nog een beetje wankel.

[HansH]

De voortplantingssnelheid is toch volgens de theorie een directe functie van dichtheid en samendrukbaarheid? dichtheid van lucht en lucht met waterdamp zou je simpel moeten kunnen berekenen. lucht bestaat uit 80% stikstof (molecuulmassa 28) en 20% zuurstof (32) en als daar watermoleculen tussen zweven (18) terwijl je weet dat de samendrukbaarheid in principe niet afhangt van het soort gas
en je weet (https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidssnelheid) dat het evenredig is met 1/dichtheid dan zou die snelheid voor mist dus groter moeten zijn dan voor lucht.

[Xilvo]

De voortplantingssnelheid is toch volgens de theorie een directe functie van dichtheid en samendrukbaarheid? dichtheid van lucht en lucht met waterdamp zou je simpel moeten kunnen berekenen. lucht bestaat uit 80% stikstof (molecuulmassa 28) en 20% zuurstof (32) en als daar watermoleculen tussen zweven (18) terwijl je weet dat de samendrukbaarheid in principe niet afhangt van het soort gas
en je weet (https://nl.wikipedia.org/wiki/Geluidssnelheid) dat het evenredig is met 1/dichtheid dan zou die snelheid voor mist dus groter moeten zijn dan voor lucht.

Maar mist (of een wolk) is geen lucht met waterdamp maar bevat waterdruppeltjes die de gemiddelde dichtheid weer omhoog brengen. Terwijl de samendrukbaarheid van die druppeltjes vergeleken met het omringende gas juist weer nihil is.

[HansH]

Maar mist (of een wolk) is geen lucht met waterdamp maar bevat waterdruppeltjes die de gemiddelde dichtheid weer omhoog brengen. Terwijl de samendrukbaarheid van die druppeltjes vergeleken met het omringende gas juist weer nihil is.

dan zou de voorplantingssnelhid dus een functie zijn van 100% verzadigde lucht (wat je dus wel eenduidig kan berekenen) met daarbij nog een invloed van de hoeveelheid en de grootte van de druppeltjes. en omdat die grootte en hoeveelheid zal varieren zul je eerst daarover meer gegevens moeten hebben. en het punt is ook dat je daardoor niet meer te maken hebt met een homogeen mengsel. Dus ook daarvan zul je dan eerst de invloed moeten bepalen om er iets zinnigs over te kunnen zeggen. Dat staat dan neem ik aan in de link (waar ik nu even geen toegang toe heb, maar via het werk wel denk ik)

[jkien]

Volgens dit bericht in Physics Stack Exchange bevat mist maximaal 0,3 g/m3 gecondenseerd water. Diezelfde toename van dichtheid zou optreden als lucht 0,1 °C afkoelt. Het lijkt me dat een mistbank vaak veel meer dan 0,1 °C kouder is dan de lucht erboven. Dan is het effect van de condensdruppels verwaarloosbaar t.o.v. het effect van de temperatuur.

[HansH]

bevat mist maximaal 0,3 g/m3 gecondenseerd water. Diezelfde toename van dichtheid zou optreden als lucht 0,1 °C afkoelt. Het lijkt me dat een mistbank vaak veel meer dan 0,1 °C kouder is dan de lucht erboven. Dan is het effect van de condensdruppels verwaarloosbaar t.o.v. het effect van de temperatuur.

reden te meer om bij de gegeven links te snappen welke gedachtes erachter zijn gebruikt. Je ziet maar al te vaak dat er te kort door de bocht redeneringen gebruikt worden die welleswaar de meegenomen effecten wel keurig correct beschrijven, maar vergeten dat dat niet de dominante factoren hoeven te zijn. En dat haal je er dan weer uit met echte metingen. Dus moeten die wel onderdeel zijn van echt goed onderzoek.