Einfluss von Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf die Ausbreitung von Luftschall in der atmosphäre

Luftschall wird bei der Ausbreitung in der Atmosphäre Frequenz‑, Temperatur‑ und Feuchteabhängig gedämpft; relevant wird das vor allem bei mittleren und hohen Frequenzen und grossen Distanzen zwischen Schallquelle und Empfangsort. Mit steigender Temperatur und mittlerer bis hoher Luftfeuchte ändern sich sowohl Schallgeschwindigkeit als auch die Stärke der Absorption deutlich. Luftschallabsorption ist die Umwandlung von Schallenergie in Wärme durch molekulare Reibung und Relaxationsprozesse der Luftbestandteile. ​Der atmosphärische Absorptionskoeffizient wird meist in dB pro 100 m angegeben und steigt stark mit der Frequenz; tiefe Frequenzen werden wesentlich weniger gedämpft als hohe.

​Einfluss der Temperatur
Die Schallgeschwindigkeit in der Luft nimmt mit der Temperatur zu und liegt bei 0 °C bei rund 331 m/s, bei 20 °C bei etwa 343 m/s und bei 35°C bei 352 m/s

​Mit steigender Temperatur verschieben sich die Relaxationsprozesse der Luftgase, was die frequenzabhängige Absorption verändert; bei hohen Frequenzen kann die Luftdämpfung mit der Temperatur deutlich zunehmen.

​Einfluss der Luftfeuchte
Die Luftfeuchtigkeit verändert Zusammensetzung und auch die Relaxationseigenschaften der Luft, dadurch ändert sich der atmosphärische Absorptionsgrad in Abhängigkeit von Frequenz und relativer Feuchte.
​Für viele Frequenzen oberhalb etwa 1 kHz nimmt die Absorption zunächst, mit zunehmender relativer Feuchte bis in den Bereich um 20% zu und sinkt dann bei noch höherer Feuchte wieder ab. Sehr trockene wie auch sehr feuchte Luft dämpfen hohe Töne daher unterschiedlich stark.

​Praktische Bedeutung
In normalen Innenräumen dominiert Material‑ und Oberflächenabsorption. Luftabsorption wird erst bei großen Räumen oder im Freien auf Entfernungen von Dutzenden bis Hunderten Metern relevant. Besonders bei Verkehrslärm, Fluglärm, Lärm von Industrieanlagen oder Beschallung über große Distanzen müssen bei Messungen deshalb Temperatur‑ und Feuchteprofile berücksichtigen werden, weil sie die Pegel hoher Frequenzen am Empfangsort merklich reduzieren können.

Berechnung / Normen
Für technische Berechnungen der Luftabsorption wird häufig die Norm ISO 9613‑1 verwendet, die den atmosphärischen Absorptionskoeffizienten in Abhängigkeit von Temperatur, relativer Feuchte und Frequenz angibt. Die Norm berücksichtigt Frequenzen von 50 Hz - 10 kHz), Temperaturen von -20°C - +50°C, eine relative Luftfeuchtigkeit von 10% - 100%) und den Luftdruck.