낮에는 태양 복사로 인해 지표면이 가열되고, 이에 따라 지표면 근처의 공기가 따뜻해진다.
반면, 대기 상층부는 상대적으로 차가운 상태를 유지하므로 온도 구배 현상이 발생한다.
(*온도 구배 현상이란 소리가 온도에 따라 높은 곳에서 낮은 곳으로 회절하는 성질을 말한다.)
이로 인해 소리는 속도가 더 빠른 따뜻한 공기층(아래쪽)에서 속도가 느린 차가운 공기층(위쪽)으로 굴절된다.
이러한 굴절 현상으로 인해 소리는 위쪽으로 퍼지며, 지표면에서는 소리가 덜 전달되는 경우가 많다.
반대로 밤에는 태양 복사가 중단되면서 지표면이 냉각되고, 이에 따라 지표면 근처의 공기가 차가워진다.
반면, 대기 상층부는 상대적으로 따뜻하게 유지되기 때문에 온도 역전 현상이 발생한다.
(*보통은 낮에 지표면이 더 따뜻하지만 밤에는 지표면이 냉각되어 위쪽이 더 따뜻한 경우가 생기는데, 이를 온도 역전 현상이라한다.)
이로 인해 소리는 따뜻한 공기층(위쪽)에서 차가운 공기층(아래쪽)으로 굴절된다.
이러한 굴절 현상으로 인해 소리가 지표면 근처로 모여 전달되며, 낮보다 더 멀리까지 소리가 잘 들리는 경우가 많다.
결론적으로
- 밤: 온도 역전 현상으로 소리가 아래로 굴절되어 지표면에서 소리가 더 잘 전달됨.
- 낮: 온도 구배 현상으로 소리가 위로 굴절되어 지표면에서 소리가 덜 전달됨.
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