Существенную роль играет то обстоятельство, что в определенный момент времени температура в разных точках атмосферы непостоянна и имеется температурный градиент, который в общем случае также является функцией координат. Появление градиента температуры обусловлено теплообменом между поверхностью земли и атмосферой.
- Ветер.
Существо происходящих явлений проще всего понять в случае слоистой атмосферы, в которой установился постоянный (положительный или отрицательный) температурный градиент, и, следовательно, при возрастании высоты температура уменьшается или увеличивается на постоянную величину.
На рис. 9 вместо звуковой волны изображен звуковой луч, который исходит из точечного источника. Луч испытывает преломление — рефракцию (точно так же, как световой луч в оптически неоднородных средах), распространяется криволинейно и в отличие от случая однородной атмосферы уже не лседставляег собой прямую линию. Теория показывает, что при постоянных градиентах скорости звука dc/dz= const лучи имеют форму дуги круга. Искривление лучей происходит таким образом, что они всегда отклоняются в сторону областей с меньшей скоростью звука, характерных более низкой температурой. При этом распространение является симметричным относительно оси /.
Как видно из рис. 9, существуют такие атмосферные условия, которые приводят к образованию «зоны молчания» — зоны звуковой тени. В такую теневую зону не попадает ни один из прямых, звуковых лучей, исходящих от источника звука.