Исследователи из Университета Иокогамы создали количественную модель для прогнозирования вероятности падения деревьев в городских зеленых зонах во время штормов.
Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Предложенный подход сочетает механическое моделирование и статистическую калибровку на основе данных реальных тайфунов. Механическая часть использует диаметр ствола на высоте груди и общую высоту дерева — параметры, которые регулярно фиксируются при инвентаризации насаждений. На основе этих данных рассчитывается гипотетическое максимальное сжимающее напряжение в стволе при заданной скорости ветра. Ветровая нагрузка приложена на уровне 75% высоты дерева (центр кроны), а размер кроны оценивается по диаметру ствола через эмпирическое уравнение.
Калибровка модели выполнена по данным двух тайфунов: один с максимальной скоростью ветра 23,4 м/с, после которого зафиксировано 28 падений, и тайфун Hagibis со скоростью 23,8 м/с, который не привел к падениям. На основе исторических метеоданных для Иокогамы ученые рассчитали скорость ветра для шторма с 30-летним периодом повторяемости — она составила 33,7 м/с. Эта величина сопоставима с вероятностью землетрясения интенсивностью 6 баллов за тот же период (около 30%).
Для оценки потенциального ущерба авторы предложили показатель ожидаемой энергии падения — произведение потенциальной энергии дерева на вероятность его падения. Это позволяет различать ситуации: высокая вероятность падения тонкого дерева может быть менее опасной, чем малая вероятность обрушения массивного ствола.
Построенные диаграммы риска в координатах «диаметр ствола — высота» показали, что высокий риск характерен для высоких неместных видов и хвойных пород. Доля деревьев с вероятностью падения свыше 10% составила 36,7% для хвойных и 28,7% для неместной кафоры. При учете ожидаемой энергии падения доля деревьев с показателем более 31,6 кДж снизилась до 14,6% и 5,4% соответственно.
