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Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, März 1892,
Beobachters über dem Meere wurde deutlich am selben Tage erkennbar bei den
Beobachtungen auf dem Store Färder.
Die auffallendste Erscheinung ist der grofse Unterschied zwischen den
Hörweiten am 11. und am 14. Oktober auf der einen Seite, wo sie 0,5 bis 2 und
3 Sm betrug, und am 13. Oktober auf der anderen Seite, als sie fast 8 Sm er-
reichte. Während der Ausführung der Versuche war nichts festzustellen, was
diesen Unterschied zu begründen schien. Aber beim ersten Blick auf die meteoro-
logischen Beobachtungen auf Färder sah ich, dafs in dem Zustand der Atmo-
3sphäre zwischen diesen Tagen ein auffallender Unterschied bestand. Am 11. und
am 14. zeigten die Temperaturbeobachtungen auf der Station und auf der Thurm-
galerie, dafs die Temperatur mit der Höhe abnahm, aber am 13. zeigte das
Thermometer auf der Galerie während der Versuche eine höhere Temperatur
als die auf der Station und an Bord. Diese Umkehr in der Temperaturverthei-
jung stand offenbar im Zusammenhange mit der grofsen Hörweite an dem-
selben Tage.
Diese Betrachtungen führten mich zu einem genaueren Studium der Fort-
pflanzung der Schallwellen durch die Atmosphäre, indem die Temperatur der-
selben als veränderlich mit der Höhe in der einen oder der anderen Richtung
angenommen wurde.
Wie bekannt, ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalles in der
Luft unabhängig vom Druck der Luft, aber um so größer, je höher die Tempe-
ratur und der absolute Feuchtigkeitsgrad sind. Wenn also die Temperatur mit der
Höhe abnimmt, und dies ist das normale Verhältnis — wir sehen hier von der
Wirkung des Windes ab —, wird der Schall von einer Schallquelle, welche sich
in einiger Höhe über der Erde, hier dem Meere, befindet, sich langsamer fort-
pflanzen in den höheren Lagen und schneller in den tiefer liegenden. Die
Schallwelle wird also in den Lagen, welche unter dem Niveau der Schallquelle
liegen, in der Nähe von dieser mit seinem oberen Theil nach aufsen neigen,
aber diese Neigung wird allmählich kleiner, die Schallwelle wird mehr und mehr
vertikal, und in einem gewissen Abstand von der Schallquelle wird ihre Tangen-
tialebene an der Meeresoberfläche senkrecht auf dieser stehen. In noch gröfseren
Abständen wird die Schallwelle sich mit ihrem oberen Theil gegen die Schall-
quelle neigen, und ihre Tangente, der Schallstrahl, wird aufwärts gerichtet sein,
and unterhalb der Strahlen, welche die Meeresfläche tangirt haben, bleibt ein
Raum, zu welchem die Schallstrahlen — abgesehen von einer möglichen „Beugung“
— nicht gelangen; man bekommt einen Schallschatten. Ein Ohr, welches
sich über dem Schallschatten befindet, hört das Signal, wenn es stark genug ist;
ein Ohr, welches sich zwischen der Grenzfläche des Schallschattens und dem
Meere befindet, wird von keiner direkten Luftvibration erreicht.
Fie. 1
zn
M
Fig. 1 stellt diese Verhältnisse genauer dar. SS ist die Schallquelle, MM
die Meeresoberfläche, die vollen krummen Linien verschiedene Stellungen der
Schallwelle (Theile ihres Durchschnitts mit der Vertikalebene in den untersten
Schichten) und die punktirten Linien die Schallstrahlen. Sa < Sa‘, Sb < Sb‘,
Se << Se’, SA < Sd‘, Se < Se‘ u. s. w. In & steht die Welle senkrecht auf
der Meeresfläche. In den Raum fe‘d’ce‘M kommen keine direkten Schallstrahlen aus
S hinein; hier ist der Schallschatten. Die Hörweite an der Meeresfläche ist Mc’
oder die Projektion von Sc‘ auf die Meeresfläche. Die Hörweite in f ist Sf,
Wenn die Temperatur in den unteren Schichten der Atmosphär& mit der
Höhe zunimmt, dann wird der Schall sich schneller in den oberen als in den
anteren Lagen fortpflanzen können, und die Schallwelle wird immer in der Atmo-
sphäre unter dem Niveau der Schallquelle nach aufsen neigen, die Schallstrahlen
gehen immer abwärts, und die Hörbarkeit des Schalles erreicht ihre praktische
Grenze, sobald die Intensität mit dem Abstande von der Schallquelle so weit ab-