Infrageluid is geluid, een type luchtdrukvariatie, die voor de mens onhoorbaar is. Het infrageluid heeft frequenties lager dan 20 Hz en heeft daarmee een nog lagere toon dan de laagst hoorbare bastoon. Infrageluid kan door de mens als trilling ervaren worden.

In het algemeen wordt infrageluid opgewekt wanneer een groot volume aan lucht verplaatst wordt. Bronnen van infrageluid zijn onder andere: vliegtuigen, vulkanen, explosies, zeegolven, noorderlicht, kernbomproeven, meteoren,... Het KNMI meet infrageluid om onderscheid te maken tussen bronnen in de aarde (aardbevingen) en bronnen in de atmosfeer. Zodoende kunnen de verschillende bronnen geïdentificeerd worden en kan ook voorlichting aangaande trillingen gegeven worden. Bovendien is de meting van infragluid een van de verificatie technieken voor het kernstopverdrag, CTBT. Onderzoeksresultaten van het KNMI dragen bij aan de toepassing van infrageluid in het kernstopverdrag.

Infrageluid wordt met een serie van instrumenten gemeten, een array genaamd. Door met een array te meten kan de richting waar vanuit het geluid komt bepaald worden en de snelheid. Tevens kan de ruis, met name veroorzaakt door wind, onderdrukt worden.

De eenheid waarin infrageluid weergegeven wordt is pascal (Pa), behorend bij de grootheid druk. De druk geeft de kracht die uitgeoefend wordt per oppervlakte eenheid. Voor de luchtdruk is dit de kracht waarmee de lucht op het aardoppervlak duwt. De luchtdrukafname met de hoogte is gemiddeld 1 hPa (hPa=hectopascal=100 pascal) per 8 meter. De gemeten drukwaarden voor infrageluid liggen tussen 0.01 Pa tot enkele Pa's. Het betreft dus zeer kleine waarden ten opzichte van de meteorologische fluctuaties, die veelal in de orde van hPa's zijn. Vandaar dat infrageluid ook met een microbarometer, zeer gevoelige barometer, gemeten wordt.
De getoonde maximale waarde van de geluidsdruk staat langs de linker vertikale as weergegeven, zie figuur 1. In plaats van geluidsdruk wordt voor hoorbaar geluid vaak het geluidsdrukniveau gegeven in dB. Echter worden de dB-waarden voor infrageluid onrealistisch hoog als gevolg van de lage frequenties.

In totaal wordt 24 uur infrageluid data weergegeven, zoals gemeten door instrument 1 van het array. De metingen worden per uur getoond in afwisselende groene en gele kleuren. De tijd is UTC Tijd en wordt in minuten, langs de horizontale as, en uren langs de rechter vertikale as, gegeven. In Figuur 1 staan de verschillende betekenissen toegelicht.

LET OP: De getoonde tijd is volgens de Coordinated Universal Time (UTC), deze is anders dan de Nederlandse tijd. De Nederlandse zomertijd is 2 uur later dan UTC, de wintertijd is 1 uur later.

Met een array kan de energie afkomstig van een infrageluid bron -automatisch- gedetecteerd worden. Een detectie vindt plaats als een gelijkvormig signaal door alle instrumenten gesignaleerd wordt. Indien er slechts omgevingsruis aanwezig is, geeft deze op ieder instrument een andere uitslag en vindt er geen detectie plaats. Een gelijkvormig signaal wordt ook wel een coherent signaal genoemd; de detectie vindt plaats op basis van signaal-coherentie. De Fisher ratio, F-ratio, of signaal-ruis verhouding, snr, geven de mate van gelijkvormigheid van het signaal aan. Des te hoger de waarde des te meer het signaal er op de verschillende instrumenten hetzelfde uitziet. De F-ratio wordt als detector gebruikt. Als de waarde 7 of hoger wordt, vindt er een detectie plaats. De bijbehorende snr is dan 1 of hoger wat betekent dat het signaal, op z'n minst, net zo sterk of sterker dan de ruis is. In Figuur 1 is een detectie zichtbaar als rood balkje rond 10:47 uur.

Als er een detectie gedaan is, kunnen de signaalkarakteristieken afgeleid worden. Deze staan weergegeven in Figuur 2. De detecties worden gedaan in de frequentie-band 1 tot 15 Hz. De dominante frequentie van de energie is die frequentie die de grootste bijdrage levert aan het signaal.

Twee belangrijke karakteristieken zijn de richting en de schijnbare snelheid. Ieder instrument van het array meet de energie op een ander tijdstip. Deze tijdsverschillen worden gebruikt om de richting waar vanuit de energie komt te bepalen. De richting wordt gegeven in graden ten opzichte van het noorden, hierbij is 0 of 360 graden het noorden en 90 het oosten.

De schijnbare snelheid geeft de snelheid waarmee de infrageluid golf over het array gereisd heeft. De snelheid is meestal vrijwel gelijk aan geluidssnelheid. Indien een bron zich boven het array bevindt en/of de golf meer verticaal invalt, wordt de snelheid hoger dan de geluidssnelheid. Dit is bijvoorbeeld het geval als een vliegtuig over het array vliegt.

Voor gedetecteerde coherente energie is een meer gedetailleerde analyse beschikbaar. De resultaten van deze analyse kunnen bereikt worden door op het rode balkje, zie Figuur 1, of het tijdsstip, zie Figuur 2, te klikken. Een deel van de analyse staat weergegeven in Figuur 3. De beschreven parameters als: Fisher ratio, richting en snelheid, worden als functie van de tijd weergegeven.

De Fisher ratio bereikt een maximale waarde in het onderste frame van Figuur 3. Bij de maximale waarde vindt een detectie plaats, indien deze 7 of hoger is. Bij deze detectie horen signaalkarakteristieken voor de schijnbare snelheid en richting, deze zijn zichtbaar als met oranje gevulde cirkels.

Het bovenste frame geeft de zogenaamde "best beam". Dit is de beste benadering van de infrasone golf die over het array gereisd heeft. De "best beam" wordt samengesteld uit de optelling van de registraties van de individuele instrumenten. De registraties zijn eerst in de tijd verschoven zodat ze oplijnen, feitelijk worden de looptijdverschillen over het array van de signalen afgetrokken.

Het kaartje geeft nogmaals de richting waar vanuit de energie komt ten opzichte van het array, en laat zien op welke lijn de bron te verwachten is. Door deze richting te kruispeilen met de richting gevonden in een ander array, kan de locatie van de bron bepaald worden.

Onderaan de pagina wordt een zogenaamd spectrogram getoond. Een spectrogram laat zien welke frequentie de grootste bijdrage geeft aan het signaal, in dit geval de best beam. In het bovenste frame staat de best beam in rood weergegeven. Tevens zijn de in de tijd opgelijnde registraties van de individuele instrumenten in blauw weergegeven. In het onderste panel staat het spectrogram van de best beam. De kleuring geeft de bijdrage van de frequenties aan, een lichte kleur voor een hoge bijdrage en een donkere voor een lage. Het voorbeeld in Figuur 4 laat zien dat de meeste frequenties tussen 1 en 15 Hz bijdragen aan het signaal, ofwel de kleuren zijn lichter dan zwart. De piek in bijdrage is voor 3.8 Hz, corresponderend met de lichtste kleur.