Просьба научно обьяснить этот эффект!

Всё дело в уровне постоянного шума. На улице он низкий, в метро намного выше. А увеличение уровня громкости всего на 10 децибел воспринимается как увиличение громкости в два раза. Мозг просто сопостовляет постоянный шум со всеми остальными звуками и снижает уровень чувствительности на постоянный шум. Вот и кажется что громкость увеличивается при выходе на улицу раза в три раза.
Я очень долго изучал этот вопрос когда устанавливали уровень громкости системы оповещения. По нормам необходимо чтоб уровень громкости был выше постоянного шума на 20 децибел, но восприятие уха нелинейное и люди просто под столы залазили когда включалась система, т. к. настроена была на 80 децибел в расчете на то что самый высокий уровень выдает работающий пылесос.

Вашему шуму через наушники противостоит шум метро через носоглотку и частично его компенсирует Вот и всё.

Во-первх, болевые ощущения возникают при уровне звука где-то 120 дБА (не слушайте музыку на такой громности - со временем оглохнете)
Уровень шума в салоне вагона метро - 78 дБА (нормативное значение от производителя вагонов) .
Рекомендуемый уровень громкости для прослушивания музыки - 50-80 дБА.
Что касается изменения болевых ощущений: представьте, что в тёмной комнате вам в лицо светит лампочка 100 Вт. Она Вас ослепит. Если же её включить в солечный день на улице, то Вы можете её и не заметить. Слух как и зрение адаптивен. Направленное звуковое воздействие значительно отличающееся от общего фона приводит к болевым ощущениям.

давление звуковой волны от метро проходит с двух сторон от барабанной перепонки и более менее выравнивает звук от наушников

Наушники хорошие купи, а не затычки, извините...

очень вредно!

для слуха это не вредно. Когда ты идешь по улице и слушаешь на максимуме, то голова болит от того что большое давление на барабанные перепонки. А в метро там уровень шума намного выше, потому что само меро находится под землей там другая акустика. Звук от поездов, толпы, шагов сильно экранизируется от сводов тоннелей и усиливается, потом этот усиленный шум поглщают наши уши. Следовательно, чтобы, услышать музыку надо делать громче. =)

Не уверен, но думаю, что всё дело в давлении - под землёй оно чуть больше. Следовательно, больше давление на барабанные перепонки. Это означает, что амплитуда колебаний перепонок при воздействии звука уменьшается --> нужен более громкий звук, чтобы слушимость оставалась такой же.

Конечно, чрезмерная громкость вредна. Не идите против организма.
Что касается метро, то здесь всего-навсего один источник перебивается вторым источником.