A resposta à sua pergunta tem muito a ver com a forma como as ondas geradas por um objeto em movimento se propagam. Você pode ver uma explicação completa aqui , mas a resposta curta é o efeito Doppler que faz com que o tom mude à medida que o objeto se move comprar você.
Esta é uma boa explicação
Editar:
Meu conhecimento é um pouco enferrujado, mas basicamente você está falando de uma onda mecânica se propagando através de um fluido (a atmosfera) que absorverá parte da energia (eventualmente toda ela). Eu também diria que, à medida que a velocidade do som muda, a frequência da onda mudaria muito como as mudanças que a luz tem quando cruza diferentes mídias.