Хочешь не хочешь, а верификацию модели проводить нужно!
Мы собрали из двух штативов упругую модель борщевика, объединяли стремянку с анемометром, расфасовали в пакетики семена, взяли с собой кучу всякого ненужного хлама и в один из ветреных дней (30 ноября 2018 года) двинули за город. Там, в полевых условиях проводили броски и замеряли дальность полета диаспор борщевика Сосновского.
Кстати, скорости ветра на разных высотах можно посчитать, например тут — https://wind-data.ch/tools/profile.php
На 30 ноября 2018 года по данным rp5 прогнозировался ветер с порывами до 10-13 м/с (на высоте 10 м). В процессе определения разлета семян мы зафиксировали максимальную скорость ветра около 5-6 м/с (на высоте 3 метра).
Предварительный результаты бросков:
Количество бросков: 8, в каждом броске около 100 шт. семян (1.2 грамма)
Высота сброса семян: 210, 235, 260 см.
Скорость ветра: от 1.75 до 5.5 м/с.
Дистанции разлета: от 0 до 11 метров.
Рис. 1. Общий вид площадки (30 ноября 2018 г.)
Рис.2. Анемометр стремяночного типа (30 ноября 2018 г.)
Рис.3. Упругая модель генеративного побега немножко покосилась (30 ноября 2018 г.)
Рис. 4. Дистанцию разлета семян определяли с помощью лазерного дальномера Leica Disto D5.
Рис.5. Дистанции разлета семян борщевика Сосновского с высоты 2.35 метра при скоростях ветра 1.75 и 5.5 м/с.
Рис.6. Сравнение результатов Практических бросков (черные линии) и Моделирования (красные линии и цифры).
Итак:
1) Модель и Практические результаты значимо не отличаются только в одном броске (попытка 1), и это тоже неплохо!
2) Введение степенного коэффициента для расчета снижения скорости ветра с приближением к поверхности земли (k=0.42) позволило хорошо совместить хвосты кумулят Модели и Практики. Значение k было получено в серии независимых измерений скорости ветра в окрестностях г. Сыктывкара где есть заросли борщевика Сосновского. В результате использования k дистанции максимального разлета диаспор Практики и Модели выровнялись (см. рисунок).
3) В следующей серии бросков мы будем определять расстояние до каждого улетевшего семечка. Это необходимо, чтобы однозначно сравнить результаты Практических бросков и Моделирования. Ждем ветреной погоды!
6 декабря 2018 г. снова прибыли на место измерений. Сильного ветра не было. За пол дня удалось сделать только 3 броска с предельной скоростью ветра 3.1-4.2 м/с на высоте сброса семян 2.65 м.
Рис.7. Ферма для сброса диаспор в пучину неизведанного была модифицирована.
Рис. 8. Подготовка площадки приземления Старшим Оператором.
Видео. Если скорость ветра низкая (до 2 м/с), то семена «сидят» и мерзнут на стартовой площадке. На видео — показания мультиметра умножаем на 0.05 и получаем скорость ветра в м/с.
Рис.9. Чтобы не мёрзнуть построили тотем для заманивания ветра (6 декабря 2018 г.).
Рис.10. Заметили, что в зарослях борщевика Сосновского прикрытых от ветра деревьями, кустарником, забором осталось довольно много зонтиков с «симпатичными» семенами. Они пока никуда не улетели и хорошо сидят висят на карпофорах. Генеративные побеги с такими соцветиями не обязательно поломаны и «лежат на боку», есть и нормальные — прямостоячие.
Рис.11. В расчеты дистанции разлета мы ввели «колебательную» поправку на случайные изменения скорости ветра (туда-сюда 0.5 м/с) пока он переносит диаспору. Модель немного оживилась. Далее, мы приняли решение провести броски индивидуальных диаспор. В качестве материала подойдут семена, которые мы запускали в помещении с разной высоты, чтобы определить скорость их падения. Эти объекты у нас уже пронумерованы и взвешены, тут все ходы записаны! И снова ждем ветреной погоды (11 декабря 2018 г.)