飞机“嗖嗖”声的秘密：不只是多普勒效应

飞机飞过时的“嗖嗖”声不全是多普勒效应，地面回声与声音干扰形成独特音效，揭开这一现象背后的科学奥秘。

每次飞机或直升机从头顶掠过，那标志性的“嗖嗖”声总让人着迷。我曾以为，这不过是教科书上的多普勒效应在作祟，就像救护车呼啸而过时音调逐渐降低。但仔细聆听后，我发现事情没那么简单。飞机的引擎轰鸣确实会因多普勒效应而音调下降，可还有一种更宽广、呼吸般的噪音，音高先降后升，像是划出一道奇妙的弧线。这可不是多普勒效应的“套路”！究竟是怎么回事？

答案藏在一个叫做“梳状滤波”的现象里。想象一下，声音像光线一样，能相互干扰。飞机的声音并非单一地传入我们耳朵，而是由两份几乎相同的声音叠加而成：一份直接从飞机传来，另一份则是从地面反射的回声。这两份声音到达耳朵时略有时间差，形成了干扰模式。正是这种干扰，让我们听到了那独特的“嗖嗖”声，像是音乐制作中常用的“镶边效果”，赋予声音一种动态的起伏感。

为了解开这个谜团，我分析了飞机的声音频谱图。图中，时间从上到下流逝，频率从左(低频)到右(高频)排列。一部分声音从高频滑向低频，符合多普勒效应的特征。但在低频区域，声音的频率分布呈现出一系列移动的峰谷，像波浪般起伏。这种模式正是梳状滤波的“签名”，而峰谷的移动正是“嗖嗖”声的来源。

那么，为什么会有两份声音？我的猜测是地面回声在捣鬼。飞机飞过头顶时，声音不仅直接传到我们耳朵，还会从地面反射回来。假设我们站立时耳朵离地面约1.5米，当飞机在正上方时，反射声需多走3米的路程。以声音343米/秒的速度计算，这相当于9毫秒的延迟。巧的是，声音分析图显示的延迟时间正好在4到9毫秒之间变化。当飞机远离时，反射路径与直达路径的差距缩小，延迟时间也随之缩短，音高变化因此呈现先降后升的弧形轨迹。

这种现象并非飞机独有。只要有结构复杂的声音、附近平坦的反射面和某种运动，“嗖嗖”声就可能出现。比如，我曾在瀑布旁听到水声从砖墙反弹产生的类似效果；在高速公路旁，隔音墙也能制造这种回声。甚至在电影《小鬼当家》中，Kevin放下披萨盒时，背景音里也藏着这微妙的“嗖嗖”声。你也可以试试：对着墙壁或电脑屏幕，发出持续的“嘶嘶”声，同时靠近又远离，仔细听，可能会捕捉到这奇妙的声音变化。

更有趣的是，这效果还因人而异。个子高的人耳朵离地面远，延迟时间略有不同；站在十楼窗户边，地面回声可能完全消失。如果地面松软，比如长满苔藓的林地，反射减弱，“嗖嗖”声也会随之减弱。这些猜想还有待在真实环境中验证，但光是想想就让人跃跃欲试。

下次听到飞机飞过的“嗖嗖”声，不妨停下来细听。或许，你会发现日常生活中还有更多这样的声音魔法，等着你去探索。你又在哪儿听过这奇妙的“嗖嗖”声呢？

本文译自 windytan，由 BALI 编辑发布。