贝鲁特港口发生了剧烈的爆炸，这次爆炸的威力震惊了世界，人们这才意识到化肥也能产生如此巨大的冲击力。由于爆炸发生在白天，并且在仓库中储存的数千吨硝酸铵起火并发生较小范围的爆炸之后，许多人无意中拍下了紧随而来的大爆炸的画面。
贝鲁特港口爆炸画面
爆炸视频中清晰地显示，随着橙红色的火光升腾，紧随其后的是一團白色的雾状物迅速膨胀，摧毁着周围的一切，掀翻汽车，粉碎墙壁和门窗，造成数千人伤亡。
冲击波是如何产生的？当爆炸发生时，我们到底是先听到声音还是先感受到冲击波？下面我们就来探究这些问题。
向平静的水面投掷一块石头，它会激起一层层的涟漪，水波以石块溅落点为中心，一圈一圈地向外扩散，越远离中心，波浪越平缓，直至消失。
水面的涟漪
水波是我们最常见的波浪形式，它是一种由水分子受到力的影响而进行横向与纵向运动相结合的表面波状运动。
水波是纵波与横波的复合波
与水波不同，声波是一种立体压缩波，它是由振动源产生的机械振动，推动空气中的分子使其沿着声波传播方向进行纵向运动，并通过分子间的碰撞向外传递的一种机械波状运动。当这种机械波传递到我们的耳朵时，引发鼓膜和听骨的振动，我们就听到了声音。
声波是纵向压缩波
由于受到水表面张力的影响，水波传播的速度相对较慢。相比之下，声波的速度要快得多，通常情况下，在20℃的温度下，海平面上的声速约为340米/秒，这取决于空气的密度。
爆炸冲击波是由爆炸引发的爆震波。当物质猛烈燃烧时，会产生强大的热能，炙热的爆炸气体体积急剧膨胀，从而压缩周围的空气，并推动空气向四周扩散。
经常观看军事纪录片的观众对原爆爆震形成的冲击波一定不会陌生，在蘑菇云升起的瞬间，一團薄雾状的物质向四周扩散，紧接着又消失得无影无踪，这就是核爆炸冲击波。
核爆瞬间的冲击波以及音爆云
冲击波总是呈现为一层薄雾吗？并不是。实际上，在干燥的空气中，冲击波是透明的。它是由极高压力的空气分子构成的压缩波，由于与波界面前方的空气存在明显的密度差异，因此当冲击波的传播界面经过时，我们可以清晰地观察到其折射现象。
冲击波改变空气密度形成光线折射现象
我们看到的薄雾状物质实际上是强大的压力波在空气中传播时，在波的后方造成局部气压和温度降低，此时空气中的水蒸气
如贝鲁特港口爆炸事件所示，媒体广泛传播的一段视频由附近居民从阳台拍摄而成。视频画面中，我们识别出几个关键特征：1、一个红色的圆形屋顶；2、一栋安装了蓝色露台的建筑；3、街边一栋楼的拐角处。这些特征形成的连线指示了拍摄者观察爆炸仓库的视线。由于视频中的视角，我们无法直接定位拍摄者的位置。
为此，我们利用卫星地图，找到并标记了上述三处关键特征。通过连线确定出拍摄者的所在公寓楼。利用测量工具计算拍摄位置与爆炸点的距离约为 1385 米。
视频显示，从爆炸火光出现的瞬间到爆炸冲击波到达拍摄者公寓楼之间仅相隔大约一秒。而剧烈爆炸声在爆炸冲击波到达后仅三秒即传入拍摄者耳中。
通过对比特征点的位置和测量距离，我们可以得出结论：在距离爆炸中心 1 千米范围内，贝鲁特大爆炸产生的冲击波前锋速度超过 1300 米/秒，而爆炸声也以 461 米/秒的速度传播。
众所周知，硝酸铵在特定条件下会剧烈爆炸，虽然其威力低于大多数烈性炸药，但其爆轰速度仍达到 2700 米/秒（TNT 爆轰速度为 6900 米/秒）。也就是说，在硝酸铵爆炸的瞬间，爆炸点周围的空气以 2700 米/秒的速度向外释放，形成超音速冲击波。由于空气是一种可压缩流体，因此随着传播距离的增加，爆炸能量逐渐衰减。冲击波以超过 1 马赫的速度传播了 1385 米的距离，耗时大约一秒。
为何声速能超过 1 马赫？
这是因为爆炸冲击波的空气密度较高，传播速度更快。叠加在空气上的声波速度，比在大气压下传播的声速快很多。但声速不可能超过冲击波的速度。
如果爆炸发生在水下，情况就会截然不同。与空气相比，水几乎不可压缩，因此爆炸冲击波传播速度更快，声波几乎与冲击波同时到达。