老虎的嘯叫聲能夠傳播數公里之遙，確實是一個令人驚嘆的聲學現象。這主要歸功于以下幾個相互關聯的聲學原理，核心在于低頻聲波的高效產生、放大和遠距離傳播特性：
低頻聲波的產生：強大的聲帶褶皺結構
- 特殊聲帶： 老虎的聲帶（聲襞）結構比人類復雜得多。它們擁有厚實、堅韌且富有彈性的聲帶組織，尤其是含有大量致密的膠原蛋白和彈性蛋白纖維。
- 垂直振動模式： 關鍵點在于，大型貓科動物（如獅、虎）發聲時，聲帶的振動模式與人類不同。人類的聲帶主要是水平方向開合振動。而老虎的聲帶在發出低頻吼叫時，其深層褶皺（有時稱為“聲帶脂肪墊”或特殊的聲帶肌層）能夠進行垂直方向的大幅度、低頻率振動。
- 低頻基頻： 這種厚重結構的垂直振動模式，能夠產生非常低沉的基礎頻率。老虎吼叫的基頻通常在 100 Hz 以下（例如在 18 Hz 到 300 Hz 范圍內，遠距離傳播的核心通常在 100 Hz 以下甚至低至 20-30 Hz），遠低于人類語音的平均基頻（男性約 100-150 Hz，女性約 200-250 Hz）。頻率越低，波長越長。
低頻聲波的放大：強大的共鳴系統
- 巨大的口腔和咽喉： 老虎擁有相對其體型而言非常大的口腔、咽喉（咽腔）和胸腔空間。這些空腔在發聲時充當天然的共鳴腔。
- 共振放大： 當低頻聲波在這些大容積的空腔中傳播時，會發生共振現象。特定的腔體形狀和尺寸會特別有效地放大與其固有頻率（共振頻率）相匹配的低頻成分，顯著增強聲波的強度（聲壓級）。
- 全身共振： 強有力的吼叫可能還會引起胸腔甚至整個身體的共振，進一步放大低頻能量。
強大的氣流驅動：
- 大肺活量和肌肉力量： 老虎擁有巨大的肺活量和強大的呼吸肌（特別是橫膈膜和肋間肌）。這為發聲提供了強勁、穩定且持久的氣流。
- 氣流控制： 它們能夠精確控制呼出氣流的壓力、速度和持續時間，維持聲帶的低頻振動，并確保聲音的強度和穿透力。
低頻聲波的遠距離傳播特性：
- 低衰減： 這是聲音能傳2公里的最關鍵物理原理。聲波在空氣中傳播時，其能量會逐漸被空氣吸收而衰減（轉化為熱能）。高頻聲波的波長短，更容易與空氣中的分子（主要是氧氣分子）發生相互作用，能量衰減得非常快。低頻聲波的波長很長，與空氣分子的相互作用效率低得多，因此衰減速率非常慢。這意味著低頻聲音能攜帶能量傳播得更遠。
- 強衍射能力： 衍射是指聲波遇到障礙物時彎曲繞行的能力。波長越長（頻率越低）的聲波，衍射能力越強。森林、山丘、建筑物等障礙物對低頻聲波的阻擋作用很小，它們能輕易地繞過這些障礙物繼續傳播。而高頻聲波則更容易被阻擋或反射。
- 背景噪聲穿透力： 自然環境中的背景噪聲（如風聲、樹葉沙沙聲、昆蟲鳴叫等）主要集中在較高頻率段。低頻聲波所處的頻段相對“安靜”，競爭較小，更容易被遠處的接收者（如其他老虎或獵物）識別出來。
總結老虎“嘯叫傳2公里”的聲學鏈條：
特殊聲帶結構（厚實、垂直振動模式） -> 產生
極低的基礎頻率。
巨大的共鳴腔（口、咽、胸） -> 對低頻進行
共振放大，顯著提升聲強。
強大的呼吸系統 -> 提供
強勁穩定的氣流，驅動聲帶并維持發聲。
低頻聲波的物理特性（低衰減、強衍射、背景噪聲穿透力） -> 使聲音能量能夠
高效傳播數公里，克服障礙和環境噪聲。
需要注意的幾點：
- “嘯叫” vs “咆哮”： 老虎有多種叫聲。能傳播數公里的通常是那種深沉、震撼、拖長的低頻吼叫（常稱為咆哮）。而短促、高頻的嘯叫聲（如警告聲、打招呼聲）傳播距離要近得多。
- 環境因素： 實際傳播距離受地形（平原、森林、山谷）、植被密度、大氣條件（溫度、濕度、風向）、背景噪音水平等影響很大。2公里是一個典型的、在有利條件下能達到的距離。
- 能量巨大： 老虎的吼叫聲強度（聲壓級）非常高，在近距離（幾米內）可超過110分貝（接近噴氣發動機起飛噪音），這也為遠距離傳播提供了足夠的初始能量。
總之，老虎能發出傳遍山林的吼聲，是其進化出的強大發聲器官（特殊聲帶結構、巨大共鳴腔）與低頻聲波固有的優異遠距離傳播物理特性完美結合的結果。這種能力對于它們在廣闊的領地內進行長距離溝通（宣示領地、吸引配偶、警告競爭者）至關重要。
