声音是由许多地貌和水文过程产生的，如岩石崩塌和滑坡、海浪、河流洪水流动和运动床质颗粒之间的碰撞。在这些研究领域，声学方法已经找到了检测和量化重要地貌过程运作的有用应用。在一些领域，如记录河流流量、剥蚀等罕见事件的发生或尘卷风（willy-willies）的存在和移动，声学方法仍处于相对早期的开发和测试阶段。声学方法在记录降雨发生和强度方面的应用也在发展中，具有比传统雨量计更高的时间分辨率。新型声学方法包括分析安全摄像头记录的声音，这潜在地构成了一个庞大的观测站网络。地表过程产生的声音频率包括可听声音、超声波和人类听力范围以下的次声波。所有这些似乎都为进一步发展有用的研究工具和方法提供了机会。

“声学方法”用于统指涉及从次声到超声波的任何频率范围的研究。环境监测中的声学方法分为两大类：主动式和被动式。主动方法涉及声音的产生和信号反射、折射、衰减等的分析。被动方法基于对独立产生的声音的检测。

记录河流中的推移运动

推移运动的传统数据来自于采样器的直接测量。然而，推移运动产生的声音在主动运输时开始，在流动条件低于运动阈值时结束，形成间接推移运动数据的一个来源。

图1 声学推移检测信号（y 轴）和直接测量的单位推移通量（x 轴）之间关系的数据(2020)

图1结果显示，数据可以用拟合线性回归模型（虚线）表示，其中R方约为0.57。声功率和推移流之间可能存在广泛适用的关系，足以提供基于声音变化的推移测量站的前景可行的监控工具。

记录河流流量和流动水力学

获取河流流量数据通常基于阶段流量关系（评级曲线）的构建。通过在河流中安装屏障或挡板结构（或其他声学发生器），记录在不同流动阶段产生的声音可以有效节省大量人工测量的成本。同时，对上游流量改变引起的瀑布声学特征变化分析可为环境管理提供支持。

记录和刻画降雨特征

降雨的持续时间和强度对许多景观过程具有重要意义。翻斗式雨量计，是使用最广泛的记录量具，但由于桶装水引起的时间滞后，其记录降雨持续时间和强度的功能有限。然而，合适的声学方法可以记录下即使是一滴水滴到达时产生的声音，并且在下雨时，多次撞击的声音强度可以与以毫米为单位的降雨强度相关联。

图2 设备识别雨滴影响的录音示例，(A) 显示持续约 4 s 的录音片段，(B)显示录音的第二个摘录，同样持续约 4 秒

图2中，每个脉冲都标志着单个雨滴的到来（以及随后声音强度的衰减）。在 (B) 中，雨滴更大（波形的振幅更大）并且到达的频率更高，表明降雨量更大。

图3 根据现代落差仪和水下麦克风获得的声学记录解释形成约30分钟内的降雨率

   使用水下水听器可以检测水滴撞击水面产生的声音，以便识别海上降雨强度特征。图3显示，记录的声能与降雨的动能密切相关，降雨强度同样与光学测量仪测量的强度相关，声学测量仪记录表现出更高强度，且声学传感器的有效积分时间非常短。

分析固体地球材料产生的声发射

景观的固体成分——包括岩石、风化的碎片和沙子——提供了大量的声源，其声学分析可以提供有效信息。图4反映出风沙通量和声学方式识别结果间强烈的线性关系，这支持在不需要物理集沙仪的情况下可靠地估计沙通量。而图5结果也显示，风速和冰粒通量间的强指数回归关系，其中R方为 0.90。当风速超过10米每时，冰粒通量会迅速增加，并且可以成功地进行声学跟踪。

图4 风沙通量与使用小型扬声器作为检测器以声学方式检测到的粒子撞击频率的关系

图5 “Snowcapt”传感器根据风速进行声学测量获得的冰粒通量