Французские ученые выяснили, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре

Французские ученые выяснили, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре

В мире

15.03.2016 Версия для печати

Новая работа французских исследователей дала ответ на вопрос, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре, сообщает «Physical Review E». Ученые выяснили, что максимальная скорость ветра, которую способны выдержать любые деревья, составляет примерно 150 км/ч.

Французские ученые выяснили, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре. фотоПосле того как в 2009 году по территории Франции пронесся мощный ураган «Клаус», поваленными оказались около 6 млн кубометров деревьев. Позже специалисты местной Политехнической школы составили карту этих повреждений и заметили, что число полегших деревьев в том или ином районе точно совпадает с силой ветра, но не зависит от высоты или породы деревьев.

Этой информацией заинтересовались ученые. Они взялись измерять нагрузку, которую способны выдержать стержни из древесины разных пород. К своему удивлению, они обнаружили, что полученные во время этих экспериментов результаты не подчиняются обыкновенному закону Гука, который описывает деформацию твердых тел. Ученые поняли, что проблема кроется в узлах, шишках и других деформациях волокнистой структуры в древесине.

Более точные расчеты показали, что критическая скорость ветра, которую способно вынести любое дерево, определяется небольшим набором параметров: плотностью и скоростью движения воздуха, толщиной, диаметром и формой ствола и кроны. Но при этом свойства самого дерева на итог практически не влияли. Так, утолщение ствола увеличивает поверхность, которая подставляется ветру, и количество деформаций и напряжений, которые возникают в нем. Большая твердость древесины делает ее менее упругой. И так далее.

Интересно, что изменение параметров дерева этой цифры прак­тически не меняет. Удвоение толщины ствола повышает ветро­устойчивость лишь на 9 процентов, а замена хрупкой сосновой древесины на прочную дубовую — на 10 процентов.

В результате максимум, который способно выдержать подавляющее большинство деревьев, составляет 42 м/с, или 151 км/ч. Хотя деревьям этого вполне достаточно, поскольку скорость ветра на планете Земля весьма редко бывает выше 50 м/с.