Artikkel

Lydtrykk i luft og i vann er ikke det samme

Knølhval
Foto: Whit Welles/Wikipedia/CC BY 3.0

Lydtrykk i luft og i vann er ikke det samme

Lydnivåer i vann ser ofte ut til å være mye høyere enn i luft. Men det er misvisende å sammenligne dem direkte. Det er viktig å få dette korrekt for å forstå viktige spørsmål i økologi, slik som menneskers påvirkning på dyrelivet i havet, særlig aktuelt når det gjelder hval. 

Jeg hørte om en hval på radioen her om dagen som hadde et lydtrykk på 160 dB – i vann. Det høres veldig mye ut, for i luft er jo slike lydtrykk direkte farlige. Men det er det samme som litt i underkant av 100 dB i luft. Det er fortsatt et høyt lydtrykk, men det er ikke lenger så farlig.

I havet hører man om lydnivåer på over 200 dB for dyr og 260 dB og mer for menneskeskapt lyd. Sammenlignet med luft virker dette veldig høyt, for der ligger lydnivåene gjerne mellom 30 og 120 dB. Men disse tallene er ikke direkte sammenlignbare.

Den første grunnen er at referansenivåene er forskjellig. Desibel er jo logaritmen til et forhold. I luft er referansen det laveste et menneske kan høre, og det er er et lydtrykk på 20 µPa. I vann er ikke det noen naturlig referanse, så man har valgt et rundt tall i stedet, 1 µPa. Bare dette gjør at lydtrykkene i vann blir 26 dB større enn de i luft.

Den andre faktoren skyldes at det ikke er trykk som er den fundamentale enheten som bestemmer virkningen av lyd eller hvilket arbeid som skal til for å lage den. Det er effekt eller intensitet. Det kan illustreres med hvordan en høyttaler arbeider. I luft, med sin lille tetthet, krever det stort utsving, men ganske lite trykk for å gjøre et stykke arbeid. Derfor har basshøyttalere et utsving på mange mm som ofte er lett å se. Men i vann er det omvendt, så der skal det et stort trykk til for samme arbeid. Lydtrykket i vann må derfor regnes om til intensitet, så må man ta intensiteten og finne ut hvilket trykk den svarer til i luft. Da kommer en fram til at det er produktet av tetthet og lydhastighet (som kalles akustisk impedans) som bestemmer. Forholdet mellom de to i vann og luft gir 36 dB større trykk i vann.

Lydtrykk i vann - lydtrykk i luft
Lydtrykk i vann - lydtrykk i luft. Illustrasjon: Sverre Holm

Tilsammen blir det 62 dB som er den verdien som må legges til lydtrykket i luft for å få det tilsvarende i vann. Dette er illustrert i den første figuren, der endel typiske verdier for lydtrykk også er indikert. Hvis man legger en linjal vannrett over figuren, kan man lese av hva et lydtrykk i luft svarer til i vann og omvent.

For en stund siden var jeg på Abels Tårn i NRK sammen med Anne Sverdrup-Thygeson, som nylig har gjort sånn suksess med boka Insektenes planet. Hun nevnte en buksvømmer som noen har funnet ut at har et enormt lydtrykk i forhold til størrelsen.

De har ikke oppgitt måleverdier i vann, men sier at det ekvivalente lydtrykket i luft er 79 dB SPL (Sound Pressure Level). Om man legger til 62 dB, betyr det at lydtrykket i vann er på 141 dB. Det er ganske så høyt, for det er i nedre ende av området for lydtrykket for hvalsang fra knølhvalen. Det er den hvalen som er på bildet øverst i artikkelen. Det er ikke rart at de kalte artikkelen sin "Så liten, så høy. Ekstremt høyt lydtrykk fra en pygme av et akvatisk insekt."

Micronecta Scholtzi
Micronecta Scholtzi. Foto: ExaVolt

Men dette fikk meg til å undres, for det er en nærmest lineær sammenheng mellom kroppsvolum eller masse og lydtrykk. En buksvømmer blir jo liggende langt over denne kurven, siden den har lyd som en hval. De sier i artikkelen at de har kompensert for den første faktoren for å regne om til luft. Men de sier ingenting om den andre. Men hvis jeg trekker fra 36 dB, får jeg i stedet ekvivalent lydtrykk i luft på 43 dB. Det svarer til 105 dB i vann, som er litt mer enn bakgrunnsstøyen ved sjøtilstand 4. Det virker mye mer rimelig, og ikke minst gjør det at buksvømmeren pent føyer seg inn og passer på den lineære kurven og blir som alle andre dyr.

Inntil noen kommer opp med en fysiologisk forklaring på hvorfor en buksvømmer lager lyd som en knølhval, kan ikke jeg skjønne annet enn at 36 dB er blitt borte et sted på veien.

 

Referanser:

 

Kategori: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)