Атмосфе́рная аку́стика, раздел акустики, в котором изучаются распространение и генерация звука в реальной земной атмосфере, а также исследуются свойства атмосферы акустическими методами. Атмосферную акустику можно рассматривать как раздел физики атмосферы.

Зарождение атмосферной акустики относится к 1-й половине 20 в., когда начались исследования аномальной слышимости звука от взрывов и была произведена оценка влияния турбулентности на замирания (фединги) акустических волн. Ускорение развития атмосферной акустики произошло после 2-й мировой войны, одновременно с быстрым техническим прогрессом в электроакустике и электронике. Современная теория акустических явлений в атмосфере опирается на классические труды по акустике движущихся сред и по распространению волн в случайно-неоднородных средах.

Характер распространения звуковых волн и разнообразные акустические явления в атмосфере связаны с зависимостью скорости звука от скорости ветра и от температуры воздуха, с поглощением звука в воздушной среде, с нелинейными эффектами, возникающими при распространении звуковых волн (см. Нелинейная акустика), и с аэродинамической генерацией звука. Скорость звука ${c}$ в идеальном газе определяется формулой: ${c=c_0·(T/273)^{1/2}}$, где ${c_0}$ – скорость звука при 0 °С (${c_{0}}=331,5$ м/с), ${T}$ – абсолютная температура газа. Из-за сильной температурной зависимости скорость звука в тропиках почти на 50 м/с больше, чем в Арктике и Антарктиде. Изменение температуры и скорости ветра с высотой вызывает искривление звуковых лучей (см. Рефракция звука), появление зон молчания (или акустические тени). Строгой теории поглощения звука в атмосфере не существует, и для расчёта ослабления звуковой волны используют эмпирические численные коэффициенты. В среднем ослабление звука пропорционально квадрату его частоты. Поэтому ультразвук в атмосфере полностью затухает на расстоянии нескольких метров, в то время как инфразвук может распространяться на тысячи километров. Флуктуации амплитуды и фазы волны, обусловленные атмосферной турбулентностью, приводят к рассеянию и дополнительному ослаблению звука, затрудняют пеленгацию звуковых источников. При распространении акустических импульсов (например, от взрывов) на большие высоты происходит нелинейное искажение первоначальной формы импульсов, связанное с увеличением колебательной скорости в волне из-за уменьшения плотности воздуха в верхних слоях атмосферы. При сильном ветре происходит генерация звуков и шумов, например инфразвукового шума при обтекании волнистой морской поверхности ветровым потоком (т. н. голос моря). Возможно, именно по «голосу моря» морские животные заранее узнают о приближении шторма. Инфразвуковые волны с частотами менее 1 Гц могут порождаться полярными сияниями, землетрясениями, извержениями вулканов и другими естественными источниками. К атмосферным акустическим явлениям относится и образование ударных волн самолётами и ракетами, движущимися со сверхзвуковыми скоростями.

В последние десятилетия 20 в. достигнут значительный прогресс в понимании физических процессов в области атмосферной акустики. Исследованы законы распространения звука в приземных атмосферных волноводах, разработана и экспериментально подтверждена теория флуктуаций параметров звуковых волн и теория рассеяния акустических волн мелкомасштабными неоднородностями скорости ветра и температуры.

Методы атмосферной акустики используют при дистанционном акустическом зондировании атмосферы. По времени прихода звука от места мощных взрывов и извержений вулканов определяют распределение температуры и ветра в стратосфере и мезосфере. Зондирование средней и верхней атмосферы посредством высокочувствительных акустических приёмников позволяет обнаруживать частичное отражение инфразвука от долгоживущих мезомасштабных неоднородностей и исследовать их параметры. Метод радиоакустического зондирования атмосферы даёт возможность с поверхности Земли определять вертикальные профили температуры в нижней тропосфере.

В системах контроля экологической обстановки вблизи атомных станций и в окрестностях вредных производств применяются акустические локаторы – содары, которые дистанционно определяют скорость ветра, высоту расположения инверсионных слоёв и интенсивность турбулентного перемешивания до высоты около 1 км, а также позволяют оценить ожидаемые концентрации вредных веществ при техногенных авариях. Методы импульсивной акустической томографии нижней атмосферы служат для определения пространственно-усреднённых значений температуры и скорости ветра. Для локальных измерений характеристик мелкомасштабной турбулентности применяются ультразвуковые термометры-анемометры, обладающие малой инертностью, высокой чувствительностью и не подверженные радиационным погрешностям. Среди других практических задач, решаемых в атмосферной акустике, особенно важна разработка методов дистанционного определения местоположения и энергии крупных взрывов, включая ядерные.