金鸡报晓：为啥鸡鸣听起来格外响亮？

金鸡报晓之所以让人印象深刻，因为它的声音号称能“穿云裂石”。那么，为什么鸡鸣能够如此响亮？...





金鸡报晓之所以让人印象深刻，因为它的声音号称能“穿云裂石”。

那么，为什么鸡鸣能够如此响亮？这穿云裂石的啼叫怎么也不像是小小一只公鸡能做到啊。

原来，这和大气的温度层结，即气温随高度的分布规律有关。夜间地面因向太空强烈辐射而冷却，与地面接触的大气底层，就会因热量下传而使气温随高度而升高。这种情形称为“逆温”。正像一根筷子放进玻璃杯，筷子会“折断”一样，声音在逆温状态下，向远向上传播时会逐渐折返地面，因此声音可以传得很远。而且因为夜间没有其他声音干扰，音质得以“高保真”。可是白天正好相反，太阳晒热了地面，地面烤热了底层大气，大气中气温分布是向上降低的。这时地面声源向前向上传播时会逐渐折向天空而不返。因此白天声音传不远，音质也不好听。据记载，公鸡不仅夜间啼鸣，午间也啼鸣，称为子午啼。但午间的公鸡啼鸣，不仅因为没有了钟表作用，而且声音也很小，几乎不引起人们注意。

其实，在夜间，不仅是鸡鸣，其他声音也能高保真地远传。比如我们最熟知的诗句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，描写的就是钟声远播的场景。为何要在冬夜，而不是别的季节中听钟声？这是因为冬夜最长，冬夜中逆温最强。强逆温下钟声不仅在平地上远传，而且可以隔山听到。

在大气声学中，以上这种情况叫做声音的反常传播。大气中规模最大的声音反常传播是由火山爆发、炮火射击和巨大爆炸等强大声源造成的。在20世纪初就有人注意到，这种巨大爆炸声在几十千米开外已经听不到了的时候（进入了沉寂带），可是更远的地方却又能听到（反常可闻带）。这种反常可闻带甚至可以有第二、第三道，呈同心圆状围绕爆炸点和沉寂带相间分布。这是因为高空有强大逆温层（例如对流层顶，高空暖平流等），使声波在地面和逆温层之间多次折返，再回到地面的缘故。当然，它主要也是发生在夜间。

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