MOPERA Проведена робота та отримані результати
Мультидисциплінарний підхід до лавинного ризику, впроваджений у програмі MOPERA, виявився дуже плідним з геофізичної, методологічної та операційної точки зору (оцінка ризику). Ця сторінка узагальнює основні події та отримані результати.
1. Місцева оцінка екстремальних лавин
Ця частина роботи відповідає якомога точнішій оцінці екстремальних лавин, які можуть трапитися на об'єкті з точки зору довгострокової розробки. Наявна інформація поєднується через імовірнісну модель небезпеки, включаючи, зокрема, цифрову модель поширення та історичну інформацію. Ця робота дозволила доопрацювати висновок та імітаційну модель, на якій базується багато розробок, здійснених в рамках MOPERA (Eckert et al., J. Glaciol 2010). Потім поведінку цієї моделі та результати, які вона дає, вивчали щодо статистичної теорії екстремальних значень, зокрема з точки зору привабливості та залежності (статті, що готуються).
Швидкість, товщина потоку та число Фруда для декадної лавини за даними Eckert et al. (J. Glaciol 2010).
2. Висновок про параметри тертя
Розроблена модель моделювання була використана для визначення параметрів тертя в потоці. У масштабі сайту ієрархічна система дозволяла описати мінливість подій за допомогою моделей зі змішаними ефектами (Eckert et al., J. Glaciol 2010). Байєсовський підхід сприяв здійсненню умовиводу щодо моделі, в якій розподіл певних змінних не є явним та врахуванням апріорної інформації. У більшому масштабі всіх подій, зафіксованих у долині Шамоні, отримані надійні взаємозв'язки між параметрами тертя та фізичними властивостями снігового покриву (Naaim et al., J. Glaciol 2013). Нарешті, робота, спрямована на з’єднання цих двох осей роботи через просторову модель, що описує діяльність у масштабі всіх Французьких Альп (пор. Просторову оцінку небезпеки лавин).
Граничний задній розподіл коефіцієнта тертя та зупинної відстані для події та всього набору калібрувальних даних згідно з Eckert et al. (J. Glaciol 2010).
Зв'язок між коефіцієнтом тертя та температурою в долині Шамоні згідно Naaim et al. (J. Glaciol 2013).
3. Валідація та збагачення з використанням дендрогеоморфологічних даних
Проведена робота стосується 5 сайтів, вибірки яких були зроблені дуже вичерпно, потім зібрані дані були ретельно оброблені та порівняні з історичними даними (Schläppy et al, AAAR 2013). ). Завданням було порівняння з результатами моделювання з метою перевірки прогнозованих екстремальних подій, а потім їх інтеграції в моделювання з метою збагачення навчання. Результати, отримані за двома коридорами, дуже обнадійливі (Schläppy et al, CRST 2014). У той же час ми прагнули виділити переважаючі кліматичні змінні за роки, в які можна було виявити лавинну активність, і порівняти ці результати з результатами, отриманими в результаті регіональної експлуатації історичних хронік (пор. Виявлення та врахування тимчасових стаціонарність). Це дозволило отримати початкові результати щодо спроможності дендрогеоморфологічних даних фіксувати лавинно-кліматичні зв’язки. (Schläppy et al., 2016). Нарешті, подібне дослідження було проведено в регіональному масштабі, і була розроблена модель розподілу зупинкових відстаней дендрогеоморфологічного походження (статті, що готуються).
Дендрогеоморфологічний аналіз коридору Пелерінів, Шамоні, просторовий розподіл дерев, порушених у 1836, 1911 та 1988 рр . За даними Schläppy et al. (AAAR 2013).
Порівняння періодів повернення, оцінених дендрогеоморфологією, в історичних хроніках (EPA) та статистично-числовою моделлю. Від Schläppy et al., CRST 2014.
4. Виявлення та врахування тимчасової нестаціонарності
Усі рідкісні методи прогнозування лавин припускають, що явище з часом нерухомо, нехтуючи ефектом кліматичних коливань. Щоб виправити це, проект зробив сильний акцент на висвітленні нестаціонарності в складних часових рядах, тобто негауссових та залучаючи нелінійні зв'язки з коваріатами. Ця методологічна робота з маніпулювання просторово-часовими моделями, зокрема екстремальними, підтверджена кількома публікаціями, що стосуються рідкісних пов'язаних явищ (Gazaeux et al. JGR 2011; Kallache et al., JGR 2011), а також статтею, що стосується коливань висоти зупинки лавини (Eckert et al., JCLIM 2010). Робота також стосувалася врахування доведеної нестаціонарності методів розрахунку екстремальних лавин (Eckert et al., J. Glaciol 2013), а також явного зв'язку природної активності лавин із сніговими метеорологічними коваріатами, проведених робіт частково через проект ECANA (Castebrunet et al., 2012). Починаючи з річного часового масштабу, робота нарешті була розширена до інтенсивних лавинних епізодів (1-7 днів) завдяки роботі, яка в даний час триває через ECANA (Sielenou Dkengne et al., 2016).
Середня частота лавин у французьких Альпах: річний сигнал та тенденції. Від Eckert et al., J. Glaciol 2013.
Внесок коваріатів у зими виняткової лавинної активності згідно з Castebrunet et al. (Clim Past 2012).
5. Просторова оцінка небезпеки лавин
Дані французької лавини дуже щільні для великого вибору коридорів, але відсутні для інших. Тому фокус проекту стосується опису просторового розподілу лавинної активності в Альпах, щоб охарактеризувати міжзалежну залежність та скористатися нею для прогнозування діяльності бездокументованих коридорів. Слідуючи попереднім підходам, була проведена важлива робота з розробки складних просторово-часових моделей з нерозривною коваріацією, адаптованою до всіх даних про наявність лавин у французьких Альпах (Lavigne et al., Environmentmetrics 2012). Ця робота не відірвана від розгляду тимчасової нестаціонарності, оскільки вона дозволяє виявити регіональні диспропорції у зв'язку з регіоналізованими змінами клімату. Це продемонструвало сильний вплив висоти на кластеризацію, зокрема зменшення активності на малій висоті та її збільшення на великій висоті (Lavigne et al., JRSSC 2015). Потім ця робота була розширена до змінних інтенсивності, корисних для зонування, зокрема до зупинкової відстані та відповідних рівнів повернення. Дуже перспективні початкові результати були отримані у департаменті Верхня Савойя (Lavigne, 2013).
Просторово-часове моделювання частот лавин у Французьких Альпах, після Lavigne et al. (Навколишнє середовище 2012)
Апостеріорна ймовірність належності до північно-північно-західного кліматичного поясу як функції широти, довготи та висоти, згідно з Lavigne et al., JRSSC (2015).
6. Простірне оцінювання екстремальних снігопадів та висоти спуску
Подібна робота була проведена для характеристики просторового розподілу екстремальних снігопадів та висоти спуску у зв'язку з міжрегіональними проектами DYNAVAL та MAP3 (Gaume et al., JRL 2012). Для екстремальних снігопадів використання максимально стабільних процесів, узагальнення на просторовий багатовимірний випадок теорії екстремальних значень та сплайн-регресії дозволили ретельно отримати рівні віддачі в будь-якій точці простору. Навіть як цінну інформацію щодо залежності властивості екстремального снігопаду (Gaume et al., WRR 2013). Потім зчеплення з механічною моделлю спрацьовування забезпечує розподіл початкових висот, чия відповідність даним поля була перевірена (Gaume et al., J. Glaciol 2013).
Столітній снігопад у французьких Альпах на фіктивній висоті 2000 р. Та на реальному рельєфі, стверджують Gaume et al. (WRR, 2013).
Стартова висота лавини у Французьких Альпах протягом періоду повернення 100 років та на висоті понад 1000 м, згідно Гауме та ін. (JRL, 2012).
7. Фізична вразливість кадру
Вразливість залізобетонної конструкції (БА), що зазнає лавинного потоку заданої інтенсивності, характеризується ймовірністю її руйнування. Зберігався критерій руйнування при переміщенні, що дозволяє описати загальний стан деградації конструкції. При такому підході можна вивчати структури зі складною геометрією та складові матеріали яких можуть розвивати нелінійності. Після детермінованого дослідження (Bertrand et al., NHESS 2011) було проведено дослідження надійності для систематичного врахування невизначеностей, пов’язаних з геометрією та/або опором для різних конфігурацій конструкцій (Favier et al., NHESS 2014) . Таким чином було проведено поглиблений аналіз чутливості до вразливості ризику для людей та власності. Таким чином було проведено поглиблений аналіз чутливості до вразливості ризику для людей та власності. Це призвело до практичного методу оцінки меж ризику, а також кількісної оцінки реального рівня впливу в зонах, зосереджених на небезпеку (Favier et al., CRST 2014). Нарешті, робота була зосереджена на вдосконаленні механічного моделювання, що дозволило отримати криві крихкості в більш складних структурних випадках (Favier, 2014).
Крива крихкості плити BA, що піддається сигналу лавини поза площиною, для різних типів вхідного розподілу. За даними Favier та співавт. (NHESS 2014).
Чутливість до ризику відповідно до закону вразливості. Межі для людського ризику за Фав'є та ін., CRST (2014).
8. Вразливість альпійських дорожніх мереж до небезпечних лавин.
Проведена робота полягала в інтеграції в геоінформаційну систему (ГІС) подій, що мають або можуть вплинути на дорожню мережу Південних Альп. Для цього ми спирались на різні існуючі бази даних як для лавинних подій, так і на дорожні бази даних у різних масштабах. Отже, перша частина роботи складалася з ідентифікації, кількісного визначення та аналізу минулих подій. Потім були виміряні прямі пошкодження (структурна вразливість) та порушення, породжені в мережі (функціональна вразливість) цими минулими подіями. З дослідження подій було проведено оцінку прямих витрат та оцінку непрямих витрат, пов’язаних із втратою доступності. Нарешті, шляхові мережі, на які це могло б вплинути, були визначені шляхом перетину права дорожнього руху CLPA та дорожніх мереж з метою інтеграції концепції доступності для оцінки ризику (Léone et al., RGA 2014)
Приклад кількісної оцінки та картографування збитків для трьох досліджуваних відділів. З Леоне та ін., RGA (2014).
9. Функціональний розмір конструкцій та кількісна оцінка залишкового ризику
Дослідження щодо функціонального розміру конструкцій захисту від лавин та кількісного визначення залишкового ризику були зосереджені на синтезі існуючих аналітичних законів для опису (i) впливу дамб на потоки (Faug et al., Представлено) та (ii) тиск, що чиниться на ці дамби в різних лавинних режимах (стаття в підготовці). Щодо цього останнього пункту, було висвітлено межі класичних підходів. Щоб виправити це, тоді було розроблено аналітичний закон масштабування, що надає ударний тиск на дамбу, і її міцність була продемонстрована на основі дискретного чисельного моделювання в поєднанні з лабораторними випробуваннями. Цей закон масштабування також був успішно апробований на польових даних, доступних на перевалі Лаурере (Faug et al., PRE 2011; Caccomo et al., Gran. Mat. 2012).
Тимчасовий профіль сили на одиницю ширини дамби, на яку впливає гранульована лавина (за Фаугом та ін., PRE 2011): порівняння між модельними та експериментальними вимірами.
10. Офіційна оцінка ризику лавин та підхід до прийняття рішень
Поняття еталонної небезпеки недосконало застосовується до лавин через їх багатовимірний характер. Крім того, отримані в результаті інженерні методи нехтують проблемами та їх вразливістю. Розрахунок ризиків та аналіз рішень щодо розмірів захисних конструкцій є інноваційними шляхами подолання цих труднощів. У проекті встановлено зв’язок між методами оцінки фізичної вразливості будівлі, законами взаємодії із захисними спорудами та імовірнісними моделями рідкісного виникнення лавини в рамках статистики прийняття рішень. Опубліковано огляд та розширення існуючих підходів до прийняття рішень (Eckert et al., CRST 2012). Тоді робота над розробкою моделі прийняття рішень мала на меті адаптувати формалізм до ситуацій, що виникають в інженерних ситуаціях, зокрема шляхом варіювання моделей небезпеки та законів взаємодії (Favier, 2014). Подібним чином пропонується інноваційний метод зонування зони, який розглядається як проблема прийняття рішень (стаття в підготовці).
Оптимальний розмір лавинного бар’єру відповідно до положення колів. Від Eckert et al., CRST 2012.