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Unter Infraschall versteht man Schall, dessen Frequenz unterhalb von etwa 16 bis 20 Hz, jedoch oberhalb der von wetterbedingten Luftdruckschwankungen liegt. Das menschliche Ohr ist für Infraschall nahezu unempfindlich. Tiere, wie etwa Elefanten, Giraffen und Blauwale, können Schall in einem Teil dieses Frequenzspektrums wahrnehmen und nutzen diese Laute wahrscheinlich auch zur Kommunikation. Besonders Infraschallwellen sehr tiefer Frequenz breiten sich gut über große Entfernungen aus. Auch unter Wasser haben Infraschallwellen eine besonders hohe Reichweite.
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Auch wenn Menschen Infraschall kaum mit dem Ohr hören können, ist Infraschall bei hohen Schalldrücken wahrnehmbar. Die Hörschwelle liegt allerdings sehr hoch und ist frequenzabhängig.[1] Zusätzlich können insbesondere die tieffrequenten Vibrationen des Körpers bei hohen Schalldrücken gefühlt werden.
Eine schädigende Wirkung auf Gehör, Gleichgewichtsorgane, Lunge oder innere Organe konnte – obwohl oft behauptet – bislang in einschlägigen Experimenten unterhalb eines Schalldruckpegels von 170 dB nicht nachgewiesen werden.[2] Trommelfellrisse treten ab etwa 185 bis 190 dB Schalldruck auf, das entspricht etwa dem halben Atmosphärendruck.
Bei tieffrequenten Vibrationen, die zusammen mit Infraschall auftreten können, besteht bei längerer Einwirkzeit und sehr hohen Schwingbeschleunigungen, das heißt wenn die Amplitude der Schwingbeschleunigung die der Erdbeschleunigung übersteigt, die Möglichkeit vereinzelter Blutungen an inneren Organen.
Unterhalb dieser extrem hohen Pegel sind wie bei jeder Schalleinwirkung dann psychische Auswirkungen (insbesondere Abnahme der Konzentrationsfähigkeit) möglich, wenn der Schalldruck so groß ist, dass der Infraschall wahrgenommen wird. Obwohl unter anderem im Zusammenhang mit Windkraftanlagen, dem Brummton und Orgelpfeifen kontrovers diskutiert, sind unterhalb der Schwelle der Wahrnehmung, also für nicht wahrnehmbaren Infraschall, keine Auswirkungen einer Infraschallexposition auf den Menschen belegt.
Niederfrequente Wellen, die zum Beispiel bei Erdbeben, Vulkaneruptionen, Meteoritenfall, extremen Wetterlagen (Donner bei Gewittern) oder durch hohen Seegang entstehen, können sich in der Luft über große Entfernungen bis zu mehreren tausend Kilometern ausbreiten.
Infraschallereignisse im Zusammenhang mit Wettererscheinungen und Seegang werden Mikrobarome genannt.
Wind erzeugt Infraschall, wenn er böig oder verwirbelt ist.
Der Fallwind in den Alpen, genannt Föhn, ist eine starke Infraschallquelle im Bereich von 0,01 bis 0,1 Hz. Nicht geklärt sind eventuelle Auswirkungen auf den Menschen. Siehe dazu: Föhnbeschwerden.
Industrieanlagen sind ebenfalls in der Lage, tieffrequente Geräusche zu erzeugen. Häufig treten Probleme erst dann auf, wenn sich diese langwelligen Schallwellen als Stehende Welle in einem geschlossenen Raum aufschaukeln oder Gebäudebauteile, etwa eine weitgespannte Geschossdecke, in Resonanz geraten.
Ober- und unterirdische Explosionen sowie Raketenstarts haben eine Infraschallkomponente, die über weite Entfernung zum Nachweis und zur Ortung beziehungsweise Lokalisation verwendet werden kann.
Der Knall von Flugzeugen, die die Schallmauer durchfliegen, hat auch eine Infraschallkomponente.
Großstädte, insbesondere bei hoher und dichter Bebauung, entwickeln ein Infraschallfeld, welches sich nicht nur weit ausbreitet, sondern auch lokal durch stehende Wellen sehr intensiv sein kann. Viele Großstädte sind durch zahlreiche hochaufragende Gebäude mit vorwiegend Steinfassaden gekennzeichnet. Nahezu alle modernen Bürogebäude sind mit leistungsstarken Klima- und Lüftungsanlagen ausgestattet. Dies kann in den Sommermonaten dazu führen, dass sich in weiten Bereichen der Stadt Infraschallfelder entwickeln, in denen sich die einzelnen Luftströme der Gebläse gegenseitig in sehr niederfrequente Resonanz bringen.
Insbesondere in den ruhigen Nachtstunden ist die niederfrequente Schallkomponente von Großstädten über große Entfernungen zu hören, der Infraschallanteil trägt noch weiter. Er kann innerhalb der Städte möglicherweise auch dann zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen, wenn man ihn nicht hört.
Der Nachweis von schädlichen Auswirkungen der Infraschallwellen von Windkraftturbinen, die auch niederfrequent modulierten hörbaren Schall abgeben, ist bisher nicht gelungen.
Die Orgelpfeifen eines echten, also nicht nur „akustisch“ realisierten, 64-Fuß-Registers erzeugen in der tiefsten Oktave (Subsubkontraoktave) Töne im Infraschallbereich. Bei einem voll ausgebauten 64-Fuß-Register – bisher sind weltweit zwei solche Register bekannt – hat der tiefste Ton, das Subsubkontra-C, eine Frequenz von 8,2 Hz.
Das Auffinden der Geräuschquellen ist mitunter schwierig. Wenn Infraschallquellen hohe Schalldruckpegel erzeugen, sind häufig nichtlineare Effekte vorhanden, die Oberwellen erzeugen. Vielfache der Grundschwingungen liegen dann manchmal im Hörbereich und sind dann leichter zu orten.
Der Nachweis und die Messung erfolgt mit Drucksensoren. Diese unterscheiden sich von Barometern dadurch, dass sie schneller reagieren und geringste Luftdruckunterschiede registrieren. Von herkömmlichen Schalldruckmikrofonen unterscheiden sie sich durch ihre geringe untere Grenzfrequenz von 0,01 bis 0,1 Hz.
Die Infraschalluntersuchung der Atmosphäre und der Meere ist ein junges Forschungsgebiet, welches sich insbesondere durch die Möglichkeit, Atomwaffentests und Schiffsbewegungen aufzuspüren, entwickelt hat.
Im Rahmen der Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags (CTBT) sorgt ein weltweites, international betriebenes Netz von Infraschallstationen (IMS) dafür, dass keine nukleare Sprengung in der Atmosphäre, unter Wasser oder im Weltraum unentdeckt bleibt.
Die mit diesen Stationen gewonnenen Daten eröffnen ein neues Aufgaben- und Forschungsgebiet, dessen Schwerpunkt auf der Detektion, Lokalisierung und Identifizierung von Infraschallquellen liegt. Um aus den Daten jedoch genaue und zuverlässige Informationen über die Quelle zu erhalten, sind grundlegende Untersuchungen der Infraschallsignale und ihrer Ausbreitung in der durch Wind und Wetter sich ständig verändernden Atmosphäre unerlässlich.
Fest installierte Anlagen:
Für die Bundesrepublik ist die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) für den Betrieb von zwei dieser Infraschall-Messanlagen verantwortlich, die zu dem internationalen Überwachungsnetz gehören:
Die IS26 im Bayerischen Wald und IS27 in der Antarktis.
Im Bayerischen Wald, nahe der Grenze zu Österreich und zur Tschechischen Republik ging im Oktober 1999 die erste Messanlage (IS26) mit insgesamt fünf Stationen in Betrieb, die alle technischen Spezifikationen einer Infraschallstation des weltweiten Überwachungsnetzes erfüllt. Bei der Auswahl des Standorts wurde berücksichtigt, dass sich in diesem Gebiet bereits die aus 25 Einzelstationen bestehende seismische Messanlage PS19 befindet, die zum internationalen seismischen Kontrollnetz gehört.
Mobile Anlagen:
Zusätzlich zu den fest installierten Infraschall-Messanlagen stehen vier mobile Infraschallstationen zur Verfügung, um an jedem beliebigen Ort Infraschallmessungen durchführen zu können. Einer ersten Bewährungsprobe wurden diese Systeme bei einem Einsatz bei Blaubeuren unterzogen, als es um die Klärung des Zusammenhangs zwischen Infraschall und dem Brummton-Phänomen ging.
