2.9 声波的衰减
声波的传播受到多种复杂因素的影响。声波在大气中传播时，空气的黏滞性和热传导性（受气象环境有关）会导致空气本身对声波的吸收，另外，地面、建筑物、人工屏障和农作物等物体均会对声波的传播产生影响。声波的衰减与发散性衰减、由空气吸收引起的衰减、由屏障引起的衰减、由地面吸收引起的衰减和由气象条件引起的衰减有关。声波的总衰减A总的计算公式为
式中 Ad——发散性衰减；
Aa——由空气吸收引起的衰减；
Ab——由屏障引起的衰减；
Ag——由地面吸收引起的衰减；
Am——由气象条件引起的衰减。
在自由场中，点声源辐射的声波为球面波。假设声源辐射的声功率级为LW且声源具有方向性，依据声强I=W/S的关系，则在某一角度θ方向上距离r处的声压级Lpθ计算公式为
在半自由场中，声源中心与反射面的距离h比所研究的声波波长λ小得多，因此可认为点声源在反射面上向半空间辐射声能，在某一角度θ方向上距离r处的声压级Lpθ的计算公式为
半自由场声波传播示意图如图2-23所示。
图2-23 半自由场声波传播示意图
在自由场或半自由场中，处于声源远场区的两个同方向的位置r1和r2上的声压级差值（或衰减Ad）ΔLp1-2按式（2-28）计算。若r2=2r1，则ΔLp1-2=6dB。
由此可见，离声源的距离增加一倍，声压级减小6dB。如果某飞机在25m处产生120dB声压级的噪声，那么在50m处产生的声压级将会减少6dB，在100m处产生的声压级将会再减少6dB。图2-24所示为点声源（飞机）的声压级随距离的增加而衰减的示意图。
图2-24 点声源（飞机）衰减示意图
图2-25 线声源衰减示意图
对不相关的线声源，线声源衰减示意图如图2-25所示。点O处的声压级分为两种情况：当r1＞d/π时，声功率级LpO的计算公式为
当r1≤d/π时，声功率级LpO的计算公式为
声源从位置r1传播至位置r2，其衰减Ad按式（2-31）计算。若r2=2r1，则ΔLp=3dB。
由此可见，与线声源的距离增加一倍，声压级减少3dB。在图2-26所示的动车线声源模型中，如果距离动车25m处的声压为80dB，则距离动车50m处的声压级为77dB。
图2-26 线声源（动车）衰减示意图
对类似图2-27所示工厂厂房的面声源，其声压级随着距离r变化的衰减按如下三种情况计算：
1）当r＜a/π时，衰减值为零。
2）当a/π≤r≤b/π时，衰减器按线声源核算。
3当r＞b/π时，衰减器按点声源核算。
空气吸收引起的衰减Aa由空气吸收系数与频率的关系曲线获取。对噪声控制工程而言，可采取式（2-32）所示的简化公式计算，基准温度t为20℃。
图2-27 面声源衰减示意图
式中 f——频率；
r——传播距离；
B——相对湿度。
对不同的环境温度t，可用式（2-33）估算。即
式中 ΔT——温差，ΔT=t-20℃；
β——系数，β=4×10-6。
由屏障引起的衰减是在声源和接收点之间插入一个足够大面密度的密实材料的板或墙，使声波传播产生的一个附加衰减。声波遭遇屏障后将会产生发射、透射和衍射三种传播现象。屏障的作用就是阻止直达声的传播、隔离透射声并使衍射声达到足够的衰减。
由地面吸收引起的衰减和由气象条件引起的衰减对声波的总衰减影响较小，一般均忽略不计。