风吹、草动、雷鸣、炮轰等等都会产生可听声。这些现象早已为人们所熟知。已经知道，在我们周围由自然和人工产生的次声波也很多；如火山爆发、地震、流星爆炸、极光、雷电、磁暴、台风、龙卷风、晴空湍流、风暴、海浪、电离层扰动、核爆炸、火箭发射、大炮、化学爆炸、飞机、火车、高速行驶中的汽车、某些大型工厂、高楼、风吹过高山等等，都会在一定的条件下产生次声波。除了上述已知的次声源外，大气中还有许多其他次声波源，有些有待人们去解释和认识，有些还有待人们去发现。

我们谈谈这些自然和人工次声源的特性及产生次声波的机制。

我们的周围到处都存在声，没有声的世界是难于想像的。那么在我们的周围是否都存在次声呢？似乎应该是的，可是通常却难以记录到，因它的信号很弱，加上风的干扰通常又很大，即使用灵敏的次声传声器也不易接收到。实际记录表明，在自然界中，除存在上述次声源外，一般大气中的次声波强度都很小。这些情况说明，次声波不像可听声那么容易产生。下面来谈谈大鼓发声的例子。

大鼓是怎样发出声波的，这个现象大家都很熟悉。人们击鼓时，鼓面就振动起来。鼓面向外运动时，作用于空气使它受到压缩，反之，鼓面向内运动时，就会使空气膨胀。鼓面往复振动，使鼓面附近的空气媒质作密疏运动，媒质振动传播，也就产生声波了。

鼓产生的声的频率和鼓面大小有关：鼓面小，发出的声波频率高，反之，鼓面大，产生的声音相对而言频率就低。如果鼓面很大，大到可以产生次声频的振动，即鼓面的振动频率低于20赫时，它就发出次声波了。实际上，要产生次声波，鼓要非常大，一般说，直径为几十米的鼓才能产生较强的次声波。

观察过鼓发声现象的人知道，要发出同样大小的声，产生低频声鼓面的振幅相对说比产生高频声的振幅要大，所以要产生次声频的声，鼓面的振幅要很大。

从上面所举的大鼓发声的特殊例子可以看到，在一般情况下，物体要产生次声波，它的振动面就要足够大，使得它可以产生次声频的振动，同时它的振幅也要足够大，满足这些条件，物体就能产生较强的次声波。根据理论计算，如果要产生频率为1赫的较强次声波，物体的振动面直径要达到百米那么大。由此可见，要产生很低频率的次声波并不容易。正是由于这个原因，所以直到今天还没有人研制出一个直径几十米的次声扬声器，更不用说几百米的了。至于要产生频率更低的次声波那就更困难了。

所以在我们周围，除了一些大的自然次声源或人工产生的大爆炸过程外，通常自然或人工产生的次声波都比较小。因此必须用复杂的接收技术才能发现新的次声源。

次声在大气中可以传播很远的距离

众所周知，一个人在几十米外喊话，对方听起来就很吃力了。用一个普通的喇叭来扩声，它所产生的声音也只能传播几百米远，即使用比一般人讲话功率强十万倍的特别大功率扬声器，它所产生的可听声也只能传播十几公里远。可听声是传不远的。

次声在大气中可以传播很远的距离。例如一个几公斤重的炮弹爆炸时产生的可听声，在几公里远处就听不见了，可是它所产生的次声波在几十公里外还可被记录到。有人做过实验，当四公斤重的炮弹爆炸时，它所产生的次声波在八十公里以外还可以记录到。至于火箭或核爆炸产生的次声波传播得就更远了。一颗氢弹在地面爆炸时，它产生的次声波可以绕地球转好几圈，行程十几万公里以上。次声波为什么能传播很远呢？这是由于次声在大气中传播时衰减特别小和大气声波导作用的结果。

一般可听声在空气中传播时，由于有部分声能转换为热能，也即由于空气的热传导、粘滞和分子弛豫吸收的作用使声波衰减了。声波在空气中传播，会使空气稍稍加热，由于空气会传热，声能通过热传导损失了，这叫热传导吸收。声波在空气中传播时，由于空气分子间的摩擦作用使声能衰耗，这叫粘滞吸收。声传播时，如果声波的振动频率与空气分子的振动和转动频率相近时，声能将转换为空气分子的振动和转动的能量，这叫分子弛豫吸收。这些吸收效应与频率有关。频率高，衰减大（分子弛豫吸收在某一频率有一极大值）。热传导和粘滞吸收效应与频率的平方成正比。所以频率越低，吸收越小。对于次声波吸收就非常小了，例如频率为0.1赫的次声波在空气中传播时，它比频率为1000赫的可听声吸收系数要小1亿倍。由此可见，对于很低频率的次声波，吸收效应几乎可以略去不计。实际上，次声波在大气中传播时，大气的湍流作用会使声波衰减，但是这些效应总起来说也不大。所以次声波在大气中传播时衰减特别小。

大气中的声波导对次声传播也起积极作用。大气的声波导是由于大气温度随高度分布有两个温度极小值所形成的，波导的作用与管子相当，它使声沿着波导层传播，不至于逃逸到层外去。可以说，如果没有波导作用，即使次声波在空气中吸收很小，声波也不能传播得太远。

上面所谈的两个问题是次声波在大气中传播的重要特性，它使得次声波能传播很远的距离。

(选自《奇异的次声》，1979年)