树冠在树木抗强风中的作用

与多数研究中使用木棍模拟树木在强风中折断不同，我们采用带枝带叶的新鲜样本以确认树冠的关键作用。利用最大风速 60 m/s 的吹倒风洞，我们刻意减少叶片数量，表明半修剪时阻力可下降多达三分之二。基于实地观测，我们将叶片建模为弱风与强风下的开放与完整圆锥，并计算其相应截面积与阻力随风速的变化。对这些性质在完整圆锥形成前后的不同幂律关系进行了预测并由实验证实。相较于 1/3 与 3/4 的经验值，我们的简单模型给出低风与高风下截面积幂律指数分别为 2/5 与 2/3。差异可通过纳入更多细节解释，例如开放圆锥的重定向与枝条的运动。