花火大会の季節です。花火は見て綺麗ですが、音も重要な要素。花火は１ｋｍくらい離れて見るわけですが、音響的には何が起こっているでしょうか？
☆音量
１ｋｍ離れたところの音量は８０ｄＢＡ（ホン）くらいでしょうか。音は、１／１０の距離に近づくと２０ｄＢくらい大きくなります。１ｍ地点だと１ｋｍの１／１０００の距離なので＋６０ｄＢ！花火の破裂点から１ｍのところでは、なんと１４０ホン！ジェット機のエンジンの近くでの音量が１２０ホンですから、如何に大きな音かが分かります。
☆時間差
１ｋｍ離れると音が到達するのに３秒くらいかかります。音は実際には爆発の瞬間に発生するわけですから、音が発生したときには、花火は全く開いていないはず。１ｋｍはなれて見ていることで、花が開いたいいタイミングで音が聴こえます。
☆音色
音は低音の方が遠くに届きます。破裂点では、もっと高音を多く含んだ音のはず。また低音は、山やビルなどいろんなところに反響して、花火独特の「ドーン」という響きをつくります。低音だけだとつまらないないので、打ちあがるときに「ヒュー」という笛を鳴らして期待を盛り上げたり、破裂のあとに「パチパチ」と音をたてて燃えるものを付加して開く花に彩りを添えるなど、いろいろ工夫されています。
都会の大きな大会の連射は迫力がありますが、田舎の小さな大会の遠くに聞こえる「ドーン…..ドーン….」というちょっとさびしい音にも趣があります。
(English)
"Sounds are also essential in fireworks"
It’s firework season. Fireworks are beautiful, but their sound is an important element too. We normally see them at a distance of about 1 km, but what actually happens acoustically?
☆Volume
At a distance of 1 km, the volume will be about 80dBA (phon).The sound itself grows by 20dB as the distance get shorter by 1/10.Since 1m is 1/1000 of 1 km, in a spot 1m away from the explosion the volume grows by 60dB!
In a spot located 1m from the explosion, the total volume will be 140 phon!
As a comparison, the volume at the proximity of a jet engine is 120 phon,so you can realize how large the volume is.
☆Time lag
It takes about 3 seconds for the sound to arrive from a distance of 1 km. And actually the sound occurs at the moment of the explosion, before the fireworks bloom. The timing is just good because when the flower blooms the sound reaches our ears.
☆Timbre
As for the timbre, low frequencies can reach longer distances. And at a point close to the explosion itself the sound probably contains more high frequencies. In addition, the low tones are echoed in various objects such as mountains or buildings creating the peculiar "ka-boom" sound.
On the other hand, sounds containing only low frequencies tend to sound boring. That’s why other effects are added such as the whistle while the firework is flying in the sky before the explosion – creating expectations, and the crackling sound after the explosion, embellishing the blooming flower.
The long succession of fireworks in big cities is no doubt an impressive spectacle, but the timid roaring heard at a distance in small firework events in the countryside has a special atmosphere of its own.