音波が横風を受けた後の進行方向

質問

音波（例えば点音源）は無風時には添付の絵の点線の範囲のように多少広がりながらまっすぐ進みます。
横風を受けたときには媒質が横に流されるのでそのまままっすぐ進むことはないと思いますが、実際にどう進むのでしょうか？
１．横風を受けた区間だけ横にスライドするも進行方向はそのまま（添付の絵の下の左側）
２．横風を受けた区間では進行方向そのものが曲げられる（添付の絵の下の右側）
３．それ以外

回答No.1

fjnobu · ベストアンサー

右側の図です。

お礼

ご回答ありがとうございます。できれば簡単にメカニズムや根拠の開設があればありがたいです。

回答No.3

久保 泰臣（@omi3_）

>横風の中でも前後でも、同等に粗密波が通過するので
横風の上流下流で、同時に粗密波が通過するので
(横風方向と平行に粗密波が来るので)

自然界では、流体の境界にカルマン渦が発生して
　粗密波はその中でランダムに方向を変えて合成されるので
風のある時は遠くの音が届かない、現象になりますね。
　地域の防災スピーカーは、原理的に無効な装置と言えます。

お礼

ご回答ありがとうございます。突き詰めていくとおっしゃる通りかもしれませんが、乱流になってしまうとわからないので、まずは層流のレベルでお考えいただけましたら幸いです。

回答No.2

久保 泰臣（@omi3_）

点音源から十分遠くて音波の粗密が平行の場合
　横風の中でも前後でも、同等に粗密波が通過するので
　　左の図がとなるでしょう。
　　　音の進む距離は、水平方向成分のみで斜め実線は仮想線です。

点音源から近くて同心円の放射状に広がる場合、
　横風の風上側は圧縮され周波数が高くなり風下側は低くなり
　横風に乗って観測するならドップラー効果となるでしょう。
　横風の後ろで観測する場合は、上記効果は±0になるので、
　結局、左の図の様になります。

右図の様にするには、
空気と伝播速度の違う気体を、くさび形の風船に封入し
　横風の位置に置けば、曲がるでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。「同等に粗密波が通過する」の”同時”というのは何が同時なのかをご解説頂けましたら幸いです。