Humboldt-Effekt

Der Humboldt-Effekt ist in der Akustik die tagesperiodische Veränderung der Schallintensität, mit der eine Schallquelle vom Hörenden wahrgenommen wird. Der Effekt ist nach Alexander von Humboldt benannt, der als erster eine brauchbare qualitative Erklärung für dieses Phänomen formulierte.

Der Einfluss der Temperatur auf die Schallintensität

Die von einer Schallquelle ausgesandten Schallwellen werden in der Atmosphäre an temperaturbedingten Dichteinhomogenitäten reflektiert (Schallstreuung). Infolge der sich nachts normalerweise durch Abkühlung stabilisierenden Atmosphäre werden die reflexionsverursachenden Grenzschichten abgebaut, die Atmosphäre wird homogenisiert, und die Schallstreuung nimmt ab. Eine mitunter eintretende Temperaturinversion bei Zunahme der Lufttemperatur mit der Höhe verstärkt diesen Effekt. Die verringerte Störung der Schallwellen wird vom Hörenden als größere Lautstärke wahrgenommen. Daher nimmt man die Schallintensität einer bestimmten Schallquelle im Verlauf des Tages unterschiedlich wahr.

Geschichtliches

Qualitativ war dieses Phänomen schon in der Antike bekannt. Alexander von Humboldt bemerkte den Effekt während seiner Südamerika-Reise von 1799 bis 1804 an den Wasserfällen des Orinoco und an den Vulkanen der Anden. Er stellte weiterhin fest, dass er auf dem Meer und in großer Höhe geringer wird. Humboldt erkannte, dass dieser Effekt keine Folge nächtlich verminderter Nebengeräusche war. Er sah die Ursache in der unterschiedlichen Erwärmung der Erdoberfläche je nach Bodengestalt und -bewuchs und daraus resultierender Dichteinhomogenität der Luft, wodurch die Schallwellen stärker reflektiert würden. Humboldt fand darin eine Anwendung für die gerade publizierte Theorie des Schalls von Siméon Denis Poisson.

Literatur

• Alexander von Humboldt: Sur l'acroissement de l'intensité du son. (Mémoire lu à l'Académie des sciences le 13 mars 1820.) In: Annales de chimie et de physique. 1820, S. 162–173 (google.com). 
• Alexander von Humboldt: Ueber die zunehmende Stärke des Schalls in der Nacht. In: Annalen der Physik. 65. Band (1820), S. 31–43.
• Karl Bruhns (Hrsg.): Alexander von Humboldt. Eine wissenschaftliche Biographie. F. A. Brockhaus, Leipzig 1872, S. 88–89.
• Hans Ertel: Ein Problem der meteorologischen Akustik. (Die tagesperiodische Variation der Schallintensität). In: Sitzungsberichte der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Klasse für Mathematik, Physik und Technik Nr. 2, 1955.
• Astrid Ziemann: Vom Humboldt-Effekt bis zu Fernsondierungsverfahren – Schallausbreitung in der Atmosphäre. In: Sitzungsberichte der Leibniz-Sozietät Band 71 (2004), S. 79–88, hier S. 80–81.