Głos zamarzającego jeziora

Tyle trwa cały zapis modelu. Przez pierwsze ok. 1,3 s sygnał przekracza 1% swojego maksimum; potem słabnie, a równy zeru jest dopiero po 1,63 s. Wybierz fragment — rozłoży się poniżej. To synteza, nie nagranie; dźwięk nie mówi, czy lód jest bezpieczny.

poniżej 1% maksimum

Schemat modelu, nie nagranie. Oś: 0–3 s. Pas pokazuje najwyższą i najniższą wartość w każdym 5-ms odcinku; biel — impuls bezpośredni, fiolet — echo. Jednostki amplitudy umowne. Prostokąt to okno powiększenia. Przerywana linia: dalej sygnał jest słabszy niż 1% maksimum rysunku, lecz jeszcze nie równy zeru; dokładne zero dopiero po 1,63 s. Bez JavaScript widać tylko ręcznie narysowany schemat poglądowy, nie obliczony wykres.

Szerokość okna: 30ms

Zbliżenie: Czoło

okno 0,295–0,325 s

impuls bezpośredni echo (×0,38) szary pas: to, co z tego fragmentu widać w widoku całości. Oś: czas od początku zapisu, ms. Ten sam sygnał, tylko w innej skali. pokaż pas

Zbliżenia wymagają JavaScript. Poniżej, w sekcji 01, opis czterech fragmentów zapisu (czoło, środek, ogon, echo) znajduje się w zwykłym tekście.

Okno 0,295–0,325 s.

Odsłuch tylko na żądanie. To synteza modelu, nie nagranie.

Cztery zbliżenia słowami

Opis dla domyślnych ustawień modelu. Działa bez JavaScript, bez wykresu i bez dźwięku.

Czoło okno 0,295–0,325 s

Przed 0,300 s model milczy (zero w modelu, nie brak pomiaru). Potem wchodzi najwyższa składowa, 1500 Hz; jedno drganie trwa 0,67 ms.

Środek okno ok. 0,50–0,53 s

Wyższe składowe już gasną, niższe dopiero nadchodzą. W środku okna największą obwiednię ma składowa 990 Hz (okres 1,01 ms).

Ogon okno 0,724–0,784 s

Wchodzi ostatnia, najniższa składowa: 310 Hz, okres 3,23 ms. To najwolniejsze i najdłuższe drgania zapisu.

Echo okno 0,645–0,705 s

Fiolet to ta sama sekwencja po 0,35 s, osłabiona do 38% amplitudy. Zaczyna się od 1500 Hz, gdy część impulsu bezpośredniego jeszcze wybrzmiewa; w odsłuchu obie fale się sumują.

Dlaczego trzask się rozciąga

W modelu impuls to osiem czystych tonów, od 1500 do 310 Hz. Nie wchodzą naraz: każdy kolejny, niższy, spóźnia się o ok. 61 ms (przy ustawieniach domyślnych opóźnienia mieszczą się w przedziale od 0,300 do 0,729 s). Zamiast jednego trzasku powstaje opadająca seria wybuchów. To dyspersja: tony o różnych częstotliwościach docierają w różnym czasie.

Gładki zarys widoczny w widoku całości jest sylwetką tych drgań. Zbliżenie pokazuje, z czego ta sylwetka się składa — nic w sygnale się nie zmienia, zmienia się tylko skala.

Wg źródła [1] (zachowanego z V2, w tym przebiegu nieotwieranego) dźwięki lodu wiążą się ze zmianami temperatury i odkształceniami pokrywy. Wg źródła [2] dyspersja zależy m.in. od budowy ośrodka. Opóźnienia w tym modelu to prosta drabinka liniowa, a nie obliczenie dla jakiegokolwiek jeziora.

Czego ta synteza nie mówi

To nie jest nagranie ani pomiar. Nie mamy grubości lodu, temperatury ani miejsca.

Dźwięk — ani jego brak — nie mówi, czy po lodzie można chodzić. Nikt tu nie wchodzi na lód: słuchamy modelu.

Parametry (droga, dyspersja, opóźnienie echa) są umowne i nie są skalibrowane do żadnej pokrywy. Zanikanie każdej składowej jest stałą modelu, nie pomiarem tłumienia przez śnieg ani wodę.

Echo jest tą samą sekwencją opóźnioną i osłabioną, bez dodatkowej dyspersji z dłuższej drogi. To uproszczenie wymaga sprawdzenia przez akustyka.

Brakuje nagrania terenowego z licencją i opisem rejestracji. Zdjęcie jeziora nie uwierzytelniłoby syntezy, dlatego go tu nie ma.

Dodatek techniczny: jak narysowano zapis

Widok całości dzieli 3 s na 600 odcinków po 5 ms. W każdym model liczony jest co 0,0625 ms (co najmniej 10 próbek na okres najszybszej składowej, 1500 Hz), a rysowana jest najwyższa i najniższa wartość. Gdyby narysować tylko rzadkie, równo rozstawione punkty, szybkie drgania zlałyby się w fałszywy, wolniejszy kształt (aliasing). Zbliżenia 30–60 ms rysowane są z 1200 punktów (co najmniej 13 próbek na okres 1500 Hz).

Skala pionowa zbliżenia jest dopasowana do wycinka; krotność względem widoku całości podaje napis obok skali czasu.

f_k = 1500 − 170·k Hz, k = 0…7 · t_k = t₀ + Δ·k/7 · t₀ = 0,12 + 0,003·droga s · Δ = 0,006·dyspersja·(0,5 + droga/100) s · g = 0,575 (stała skala amplitudy) ·τ_k = t − t_k, 0 ≤ τ_k < 0,55 s · s(t) = g/8 · Σ sin(2π·f_k·τ_k) · e^−18τ · (1 − e^−140τ) · echo = 0,38 · s(t − t_echo). Amplituda w jednostkach umownych; „droga” i „dyspersja” to wartości bezwymiarowe 0–100.

Wartości domyślne: droga 60, dyspersja 65, echo po 0,35 s; g = 0,575 to wartość, którą V2 dawała przy tłumieniu 30. Wzory zachowano z V2; ich poprawność fizyczną ma ocenić akustyk.