Wenn Sie jemals Blitze am Nachthimmel gesehen haben und dann gezählt haben, wie viele Sekunden es dauerte Damit der Donner deine Ohren erreicht, weißt du bereits, dass sich das Licht viel schneller ausbreitet als Klang. Das bedeutet nicht, dass sich der Schall auch langsam ausbreitet; bei Raumtemperatur bewegt sich eine Schallwelle mit über 300 Metern pro Sekunde (mehr als 1.000 Fuß pro Sekunde). Die Schallgeschwindigkeit in Luft hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Luftfeuchtigkeit.
Stellen Sie sich ein Luftmolekül vor, das durch den Weltraum rast und auf einen Nachbarn prallt, sodass sie wie ein Paar Gummibälle aneinander abprallen. Das zweite Molekül rast nun davon, bis es mit einem anderen kollidiert und so weiter. Jede dieser Kollisionen überträgt Energie vom ersten Molekül auf das zweite. So breiten sich Schallwellen aus: Luftmoleküle werden durch eine Störung wie die Schwingung der Stimmbänder in Bewegung gebracht in Ihrem Hals, und Kollisionen übertragen diese Energie von den ersten Luftmolekülen auf ihre Nachbarn und so weiter nach außen. Letztendlich überträgt die Welle Energie, aber keine Materie, das heißt, es ist die Störung, die sich fortpflanzt, und nicht die Luftmoleküle selbst.
Wenn Sie über die Schallgeschwindigkeit sprechen, meinen Sie, wie lange es dauert, bis die Schallwelle oder Störung von der Stelle, an der sie begann, zu Ihrem Ohr gelangt. Die Geschwindigkeit einer Schallwelle wird durch das Medium oder Material bestimmt, durch das sich die Welle bewegt; die gleiche Welle läuft beispielsweise in Helium schneller als in Luft. Jedes Material hat zwei Eigenschaften, die bestimmen, wie schnell es Schall überträgt: seine Dichte und seine Steifigkeit oder sein Elastizitätsmodul.
Die "Steifigkeit" von Luft oder ihr Elastizitätsmodul ändert sich nicht mit der Feuchtigkeit. Dichte hingegen schon. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit steigt auch der Anteil der Luftmoleküle, die Wassermoleküle sind. Wassermoleküle sind viel weniger massiv als Sauerstoff-, Stickstoff- oder Kohlendioxidmoleküle Anteil der Luft, der aus Wasserdampf besteht, je weniger Masse pro Volumeneinheit und desto geringer die Dichte der Luft wird. Eine geringere Dichte führt zu einer schnelleren Ausbreitung der Schallwellen, sodass sich Schallwellen bei hoher Luftfeuchtigkeit schneller ausbreiten. Der Geschwindigkeitszuwachs ist jedoch sehr gering, sodass Sie ihn für die meisten alltäglichen Zwecke ignorieren können. In Luft mit Raumtemperatur auf Meereshöhe zum Beispiel breitet sich Schall bei 100 Prozent Luftfeuchtigkeit (sehr feuchte Luft) etwa 0,35 Prozent schneller aus als bei 0 Prozent Luftfeuchtigkeit (völlig trockene Luft).
Der Einfluss von Feuchtigkeit auf die Schallgeschwindigkeit ist bei niedrigeren Luftdrücken, wie sie in großer Höhe auftreten, etwas größer. Bei etwa 6.000 Metern (20.000 Fuß) über dem Meeresspiegel zum Beispiel der Unterschied zwischen der Schallgeschwindigkeit bei Raumtemperatur ist trockene Luft bei 0 Prozent Luftfeuchtigkeit und dieselbe Luft bei 100 Prozent Luftfeuchtigkeit etwa 0,7 Prozent. Eine steigende Temperatur verstärkt auch den Einfluss der Feuchtigkeit auf die Schallgeschwindigkeit in der Luft, obwohl der Anstieg wiederum relativ bescheiden ist.
