Hvordan påvirker luftfugtigheden lydhastigheden?

Hvis du nogensinde har set lynet flimre på nattehimlen og så talt, hvor mange sekunder det tog tordenen at nå dine ører, ved du allerede, at lys bevæger sig meget hurtigere end lyd. Det betyder heller ikke, at lyd bevæger sig langsomt; ved stuetemperatur kører en lydbølge med over 300 meter i sekundet (mere end 1.000 fod pr. sekund). Lydhastigheden i luft varierer afhængigt af flere faktorer, inklusive fugtighed.
Sound Waves

Forestil dig et luftmolekyle, der holder sig rundt i rummet og styrter ned i en nabo, så de spretter fra hinanden som et par gummi bolde. Det andet molekyle haster nu af, indtil det kolliderer med et andet osv. Hver af disse kollisioner overfører energi fra det første molekyle til det andet. Sådan rejser lydbølger: luftmolekyler tvinges i bevægelse af en forstyrrelse som vibration af stemmebåndene i din hals, og kollisioner overfører denne energi fra det første sæt luftmolekyler til deres naboer og så videre udad. I sidste ende overfører bølgen energi, men ikke noget, hvilket betyder, at det er forstyrrelsen, der kører snarere end selv luftmolekylerne.
Hastighed

Når du taler om lydens hastighed, taler du om hvordan meget tid det tager for lydbølgen eller forstyrrelsen at gå fra det sted, hvor det begyndte at dit øre. Hastigheden af en lydbølge bestemmes af mediet eller det materiale, gennem hvilken bølgen bevæger sig; den samme bølge vil gå hurtigere i helium end for eksempel i luft. Hvert materiale har to egenskaber, der bestemmer, hvor hurtigt det transmitterer lyd: dets tæthed og dets stivhed eller elastisk modul.
Luft

Luftens "stivhed" eller dens elastiske modul ændres ikke med fugtigheden. Densitet gør det dog. Når fugtigheden stiger, sker også procentdelen af luftmolekyler, der er vandmolekyler. Vandmolekyler er meget mindre massive end ilt-, nitrogen- eller kuldioxidmolekyler, og jo større luftfraktion, der består af vanddamp, jo mindre masse pr. Volumenhed, og jo mindre tæt bliver luften. Lavere tæthed omsættes til hurtigere lydbølgefart, så lydbølger rejser hurtigere ved høj luftfugtighed. Stigningen i hastighed er imidlertid meget lille, så til de fleste daglige formål kan du ignorere den. I stuetemperatur luft ved havoverfladen, for eksempel, bevæger lyd sig omkring 0,35 procent hurtigere i 100 procent fugtighed (meget fugtig luft) end den gør i 0 procent fugtighed (helt tør luft).
Andre faktorer

Effekten af fugtighed på lydens hastighed er lidt større ved lavere lufttryk, ligesom dem, du oplever i høj højde. Ved ca. 6.000 meter (20.000 fod) over havoverfladen er forskellen mellem lydens hastighed i tør luft ved stuetemperatur ved 0 procent fugtighed og den samme luft ved 100 procent fugtighed ca. 0,7 procent. Stigende temperatur forstørrer også effekten af fugtighed på lydens hastighed, selvom stigningen igen er relativt beskeden.