Original paper

Modelling and measuring the atmospheric excess attenuation over flat terrain during night time conditions

Ziemann, Astrid; Balogh, Kati; Arnold, Klaus

Meteorologische Zeitschrift Vol. 16 No. 4 (2007), p. 429 - 441

published: Aug 30, 2007

DOI: 10.1127/0941-2948/2007/0227

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ArtNo. ESP025011604013, Price: 29.00 €

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Abstract

The sound-ray model SMART (Sound propagation model of the atmosphere using ray-tracing) simulates the modified sound propagation due to sound-ray refraction in a stratified and moving atmosphere. The study was focussed on the influence of refraction on the sound propagation because this effect can result in a significant deviation from the straight-ray approximation used by the acoustic tomography and by the SODAR technique. For validation of the simulated data a measuring campaign was carried out over flat terrain in autumn 2004. The comparison of the modelled with measured data during clear night conditions with strong temperature inversion shows a satisfactory agreement, which leads to the conclusion that the important effect of refraction on outdoor sound propagation is reliably described by the model SMART.

Kurzfassung

Das Schallstrahlenmodell SMART (Sound propagation model of the atmosphere using ray-tracing) simuliert die durch Schallstrahlenrefraktion modifizierte Schallausbreitung in einer geschichteten und bewegten Atmosphäre. Das Hauptaugenmerk der Studie lag auf der Untersuchung des Einflusses der Refraktion, da dieser Effekt zu signifikanten Abweichungen von der geradlinigen Schallstrahlausbreitung führen kann und diese Approximation für akustische Fernmessverfahren wie die Laufzeittomographie und das SODAR-Verfahren genutzt wird. Um die simulierten Daten zu bewerten, wurde ein Feldexperiment über ebenem Gelände im Herbst 2004 durchgeführt. Der Vergleich zwischen den Modelldaten und den Messergebnissen zeigt eine zufriedenstellende Übereinstimmung während klarer Nächte mit einer starken Temperaturinversion. Dieses Ergebnis führt zu der Schlussfolgerung, dass der wichtige Einfluss der Refraktion auf die Schallausbreitung im Freien zuverlässig durch das Modell SMART beschrieben wird.