Osnovni pokazatelji akustičnosti atmosfere su brzina širenja zvuka i jakost (slabljenje) zvuka. Dok je brzina širenja zvuka određena prevaljenim putem zvučnog signala u jedinici vremena, jakost zvuka određena je količinom energije koju zvučni val prenese u jedinici vremena na jedinicu površine okomite na smjer njegova prostiranja. Brzina zvuka (c) u nepokretnoj istorodnoj zračnoj masi prema Laplaceovoj jednadžbi ovisi o gustoći zraka, tlaku i odnosu specifičnih toplina (pri konstantnom tlaku i konstantnom volumenu). U pojednostavljenom obliku za suhi zrak ta jednadžba glasi: c = 20,1 * SQRT(T) T - apsolutna temperatura zraka
Ako je npr. t = 0°C (T = 273 K), tada je c = 331.8 m / s.

 

Približna brzina zvuka pri vlažnom zraku, ako se zanemari utjecaj rastegljivosti vodene pare, može se računati formulom:

c = 331 + 0,6 t + 0,07 e.

 

Pri rasponu temperature od -20°C do +30°C greška u brzini zvuka nije veća od +/- 0,5 m/s. Brzina zvuka raste niz vjetar, a pada prema vjetru. S visinom se mijenja temperatura zraka, tlak zraka i elastičnost vodene pare, što utječe na brzinu zvuka. Ako temperatura pravilno pada s visinom, tada i brzina zvuka pada s visinom. Na ograničenom prostoru najveća promjena elemenata od kojih zavisi brzina zvuka bit će po vertikali, pa će se i brzina zvuka najjače mijenjati u tom pravcu. Utjecaj vertikalne podjele brzine zvuka na zvučne zrake promatra se jadnako kao i pri širenju svjetlosnih zraka. U normalnom slučaju refrakcija zvuka, kada temperatura zraka pada s visinom, konveksna strana zvučne zrake okrenuta je prema Zemljinoj površini (pod pretpostavkom da je ravna i glatka), a zrake se savijaju prema vrhu.

 

Jedna od zraka je granična zraka, dodiruje Zemlju, a zatim se savije prema vrhu i tako odvaja sektor zvučne sjene od sektora zvuka. Razmatrajući refrakciju zvuka pri promjeni brzine vjetra s visinom, slika ovisi o kutu koji čini smjer vjetra s pravcem zraka. Pri normalnim uvjetima, kada brzina vjetra raste s visinom, zvučni valovi niz vjetar lome se prema dolje, a oni protiv vjetra prema vrhu. Ako brzina vjetra pada s visinom, slika je obrnuta.Na svom putu kroz atmosferu zvučni signal slabi. Uzrok tome je nehomogenost zračnog omotača i gubitak energije apsorpcijom molekula zraka. Slabljenje je veće što je frekvencija zvuka veća i što je daljina njegova izvora veća. U stabilnoj i homogenoj atmosferi gubici energije su manji pa je i čujnost bolja (npr. zimi i noću).