Schneelawinen- eine der Naturkatastrophen, die zum Tod von Menschen und zu erheblichen Schäden führen kann. Lawinen zeichnen sich neben anderen Gefahren dadurch aus, dass menschliche Aktivitäten zur Ursache ihres Zusammenbruchs werden können. Unüberlegtes Naturmanagement in Bergregionen (Abholzen von Wäldern an Hängen, Platzieren von Gegenständen in offenen, lawinengefährdeten Gebieten), Zugang zu schneebedeckten Hängen von Menschen, Abschütteln der Schneemassen von Ausrüstung führen zu erhöhter Lawinenaktivität und werden von diesen begleitet Opfer und Sachschäden.

Die Tatsachen über den Tod von Menschen in Lawinen sind seit der Antike bekannt - in den Werken von Strabo und seinem Zeitgenossen Livius werden Unfälle in den Alpen und im Kaukasus beschrieben. Die größten Lawinenkatastrophen sind mit militärischen Operationen in den Bergen verbunden - der Überquerung der Truppen von Hannibal und Suworow durch die Alpen, dem Krieg zwischen Italien und Österreich in den Jahren 1915-1918. In Friedenszeiten ereigneten sich 1920 und 1945 Lawinen, die den Charakter von Naturkatastrophen annahmen. in Tadschikistan, 1951 in der Schweiz, 1954 in der Schweiz und Österreich, 1987 in der UdSSR (Georgien), 1999 in den Alpenländern. Allein in der Schweiz überstiegen die Lawinenschäden 1999 600 Millionen Franken. Auf dem Territorium der Russischen Föderation wurden wiederholt Fälle von Massentoten in Lawinen und erheblichen Zerstörungen festgestellt. Am bekanntesten sind die tragischen Ereignisse vom 5. Dezember 1936 in Khibiny, als das Dorf Kukisvumchorr durch zwei aufeinanderfolgende Lawinen zerstört wurde. Begrenzte Informationen über katastrophale Lawinen sind im Lawinenkataster der UdSSR enthalten .

Fälle eines einmaligen Massensterbens von Menschen beschränken sich auf Lawinenabgänge auf Siedlungen, einzelne Bauwerke und Fahrzeuge. Erhebliche Zerstörungen treten am häufigsten in Zeiten von Massenlawinenbildung auf, wenn für kurze Zeit über ein großes Gebiet große Menge Lawinen-Hotspots.

In den 40-60er Jahren überholten Lawinen ihre Opfer am häufigsten in Gebäuden und weiter Autobahnen. Moderne Studien zur Statistik der Lawinentoten zeigen, dass der Großteil der Toten Menschen sind, die sich in lawinengefährdeten Gebieten frei bewegen - Liebhaber "unbetretener Pfade". In den USA sind dies Schneemobilfahrer (35 %), Skifahrer (25 %) und Kletterer (23 %); in Kanada Skifahrer (43 %), Schneemobilfahrer (20 %), Kletterer (14 %), in der Schweiz Skifahrer und Kletterer (88 %). Die meisten Tragödien werden von den Opfern selbst provoziert. Und nur im Winter 1998-1999. Das Gleichgewicht hat sich geändert - 122 Todesfälle bei Lawinenkatastrophen in der Welt (63% der Gesamtzahl Opfer) befanden sich zum Zeitpunkt des Lawinenabsturzes drinnen und auf der Strasse. In Russland im letzten Jahren Unfälle sind mit der Bewegung durch lawinengefährdete Gebiete verbunden - der Tod von Bergsteigern ( Nordkaukasus), Touristen (Nordkaukasus, Khibiny), Skifahrer (Nordkaukasus), Grenzschutzbeamte (Nordkaukasus), Passagiere Fahrzeug(Transkaukasische Verkehrsautobahn). Schulkinder in der Nachbarschaft werden tragischerweise regelmäßig von einer Lawine überflutet Siedlungen. Die Größe der Lawinen nicht zentral für mögliche Schäden. Die Statistik der Opfer besagt, dass fast die Hälfte von ihnen unter kleinen Lawinen sterben, die nicht weiter als 200 Meter fliegen.

Schneelawine auf einem um diese Zeit fahrenden Zug

Die Folgen einer Lawine auf der Bahnstrecke

Damit sind die Hauptaufgaben von Lawinenschutzmaßnahmen festgelegt: Schutz vor einzelnen Lawinenquellen, die bestimmte Wirtschaftsobjekte bedrohen, und Verhinderung, dass Menschen durch wirtschaftlich unterentwickelte Gebiete, in denen jeder Berghang eine Bedrohung darstellen kann, in Lawinen geraten.

52 Grad (Neigung unter der Traufe). Ab einer Steilheit von 45 Grad sinkt die Lawinengefahr. Lawinensteilheit - von 30 bis 45 Grad. Die meisten Lawinen gehen an Hängen von 38 Grad ab. Bei einer Neigung von weniger als 26 Grad verringert sich die Wahrscheinlichkeit einer Lawine, ein Winkel von 45 Grad lässt sich leicht mit zwei gleich langen Eispickeln ermitteln. Auch 26 Grad ist ein Verhältnis von etwa 1 zu 0,5.

Die Warnung lautet: Vorsicht vor Lawinen!

Die Notwendigkeit, den Lawinenschutz zu organisieren, wird durch das Ausmaß des Phänomens bestimmt: Die Fläche der lawinengefährdeten Gebiete in der Russischen Föderation beträgt 3077,8 Tausend Quadratkilometer. (18 % von Gesamtfläche Länder) und weitere 829,4 Tausend km². gelten als potentiell lawinengefährdet. Insgesamt nehmen lawinengefährdete Gebiete auf der Erde etwa 6% der Landfläche ein - 9253.000 Quadratkilometer. .

Die Lawinengefahrenprognose ist Teil eines Massnahmenpakets zum Schutz der Bevölkerung und der Wirtschaftsanlagen vor Lawinen im Berggebiet. Die in der Glaziologie übliche Definition von "Lawinenvorhersage" (Lawinengefahrenvorhersage) impliziert die Vorhersage der Zeit der Lawinengefahr, des Zeitpunkts und des Ausmaßes von Lawinen . Die Verwendung der Prognose zur Gewährleistung der Lebenssicherheit wird durch bestimmte Bedingungen bestimmt und erfordert die Schaffung einer Informations- und Methodenbasis.

Organisation von Anti-Lawinen-Aktivitäten

Die Kardinallösung zur Vermeidung von Lawinenschäden besteht darin, den Bau und die Unterbringung von Personen in lawinengefährdeten Gebieten zu verbieten. Aus bestimmten Gründen ist diese Option nicht immer akzeptabel. Entworfen mit unterschiedliche Grade Erfolg, kommt eine ganze Reihe von Lawinenschutzmaßnahmen zum Einsatz. Identifizierung von lawinengefährdeten Gebieten und Bestimmung der Parameter des Phänomens, Organisation eines Lawinenzeitvorhersagedienstes, Bau von Schutzstrukturen, vorbeugende Lawinenauslösung - diese Maßnahmen zielen darauf ab, Schäden durch Lawinen zu verhindern. Die Art ihres Einflusses auf den Prozess der Lawinenbildung ist unterschiedlich. Kunstbauten verschiedener Art verhindern die Bildung von Lawinen; präventiver Abstieg und einige Arten von Schutzstrukturen sorgen für einen kontrollierten Abstieg von Lawinen (Einsturzzeit, Größe, Bewegungsrichtung und Auslösebereich); Vermessungsarbeiten und die Vorhersage des Zeitpunkts von Lawinen tragen zur Organisation bei Wirtschaftstätigkeit in lawinengefährdeten Gebieten und um zu verhindern, dass Menschen in Gefahr geraten bestimmten Augenblick Gebietszeit. Die höchste Effizienz wird in der Regel durch eine Kombination verschiedener Lawinenschutzmaßnahmen erreicht.

Ein wichtiger Faktor bei der Wahl der Schutzausrüstung sind deren Kosten. Technische Strukturen, die eine hohe Zuverlässigkeit bieten, erfordern erhebliche Materialkosten. Beispielsweise wurden in der Schweiz von 1952 bis 1998 rund 1,2 Milliarden Franken in den Bau von Lawinenschutzanlagen investiert. Die Kosten für Vermessungsarbeiten und die Vorhersage der Sinkzeit sind viel geringer. So das Budget des Lawinenzentrums in Gallatin (Gallatin National Forest Avalanche Center, USA) in der Saison 1998/99 war $89.600 , und die Wartung einer ähnlichen Einheit in La Sala (La Sal Avalanche Forecast Center, USA) kostet viel weniger - etwa 17.000 US-Dollar.

Ein Vergleich der Kosten von Lawinenschutzmaßnahmen, die in den 80er Jahren in der UdSSR durchgeführt wurden, ergab folgende Ergebnisse:

- Vorhersage und vorbeugender Abstieg von Lawinen, 1 km 2 lawinenaktive Hänge pro Jahr - 10-20 Tausend Rubel;

- Bau von Hängen mit Stahlbetonschilden, 1 km 2 Lawinenhänge - 15.000-45.000.000 Rubel;

- Zusammenstellung von Karten der Lawinengefahr in verschiedenen Maßstäben, die Kosten pro 1 km 2 lawinenaktiver Hänge betragen 0,00015 -0,03 Tausend Rubel.

In den 1980er Jahren, der Hochphase der Lawinenforschung in der UdSSR, wurde die Sammlung und Verarbeitung von Lawineninformationen in Russland von etwa 40 Unterabteilungen des Staatlichen Komitees für Hydrometeorologie durchgeführt. Die älteste Organisation in Russland, die sich mit Schneelawinenforschung beschäftigt, die Lawinenschutzabteilung der Apatit p/o (heute Lawinensicherheitszentrum), führte Schneelawinenunterstützung auf dem Gebiet des Khibiny-Gebirges durch. Die Untersuchung der Verteilung der Schneedecke in Lawinenzentren, der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Schnees und der Beobachtung von Lawinenabgängen wurde in Gebieten mit intensiver wirtschaftlicher Entwicklung durchgeführt - entlang der Autorouten und Eisenbahnen, in Bergferienorten, Bergbauunternehmen. Zur Sammlung von Informationen wurden Stationen eingerichtet, an denen ständig Beobachtungen der Schnee- und Wetterlage durchgeführt wurden. Mit einer gewissen Häufigkeit wurden Lawinenpatrouillenrouten, Überflüge von lawinengefährdeten Gebieten und Expeditionen in lawinengefährdete Gebiete mit Fahrzeugen durchgeführt.

(Lawinenkreis) - Lawinengefahr - Gering, Mäßig, Schwer, Hoch, Sehr hoch

(Gelände + Lawinenring) - Auf der Karte markierte Gebiete mit hoher Lawinengefahr. Obwohl einige Abschnitte der Rinne kein hohes Lawinenrisiko darstellen, gibt es an ihren oberen Hängen Schneeschichten, die unter Last stehen. Jede Lawine wird die Schlucht hinuntergehen. Traversen an seinem Fuß sind daher nicht die beste Idee. Auch wenn Ihre Route keine Lawinengefahr darstellt - wie wäre es mit einer Abfahrt, ist sie genauso sicher?

Aufgabe der Schneelawinenunterabteilungen war die Versorgung der Bevölkerung, der Behörden, Organisationen und Unternehmen der Regionen, deren Gebiet von der Lawinengefahrenprognose betroffen ist Schneelawinen. Für die Erstellung von Vorhersagen wurden Beobachtungsdaten aus einem Netzwerk meteorologischer und aerologischer Stationen der territorialen Abteilungen des hydrometeorologischen Dienstes verwendet. Die Arbeit des Lawinenwarndienstes wie auch des gesamten hydrometeorologischen Dienstes basierte auf dem territorial-administrativen Prinzip. Abbildung 1 zeigt als Beispiel für die Organisation von Lawinenbekämpfungsarbeiten ein Schema der Schneelawinenwartung des Territoriums der zentralen Regionen der Region Magadan durch Einheiten der Kolyma Territorial Administration of Hydrometeorology and Environmental Control in den 80er Jahren.

Das methodische Zentrum für die Durchführung von Schneelawinenbeobachtungen und die Organisation eines Dienstes zur vorübergehenden Vorhersage der Lawinengefahr auf dem Territorium der UdSSR war das Zentralasiatische Forschungsinstitut. V. A. Bugaev (SANIGMI) in Taschkent. Hier strömten verschiedenste Lawineninformationen aus dem ganzen Land zusammen und es gingen Jahresberichte von Lawinenstationen ein. SANIGMI entwickelte die theoretischen Grundlagen für Lawinengefahrenprognosen und wendete Prognosemethoden für verschiedene lawinengefährdete Gebiete der UdSSR an (häufig in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern lokaler Lawinenabteilungen). Problemlabor der Schneelawinen und Muren von Moskau Staatliche Universität fungierte als Methodenzentrum für die Entwicklung von Methoden zur Beurteilung der Lawinengefahr und deren Kartierung. Spezialisten der Staatlichen Universität Moskau haben eine spezialisierte Methodik zur Beurteilung der Lawinengefahr und Empfehlungen für den Dienst in grenzlawinengefährdeten Berggebieten entwickelt und Beobachtungen von Lawinen organisiert. Die Schneelawinenforschung wurde auch von Forschungs- und Produktionsorganisationen des Eisenbahnministeriums, von Gosstroy und anderen Abteilungen durchgeführt.

Die Aktivitäten von Organisationen, die Schneelawinenarbeiten durchführten, wurden durch verschiedene Regierungsdokumente geregelt. .

Schneelawinenforschung wird in vielen Ländern der Welt betrieben. In einigen von ihnen erfolgt die Datenerfassung nach dem Netzwerkprinzip – die Organisation der Herausgabe des Nationalen Lawinenbulletins der Schweiz sieht die tägliche Erfassung der Daten von 80 Beobachtern und 61 automatischen Stationen vor (Abb. 2). . In den Vereinigten Staaten gibt es allein im Forest Service 12 Lawinenzentren (Abb. 3).

Das im Ausland beliebteste Handbuch zur Organisation von Schneelawinenoperationen sind verschiedene Ausgaben des Lawinenhandbuchs, es wurden spezielle Handbücher entwickelt.

Lawinenfaktoren

Die langjährige Erfahrung in der Lawinenforschung hat es ermöglicht, bestimmte Muster im Entstehungsprozess von Lawinen zu identifizieren, die führenden Faktoren für den Zusammenbruch von Lawinen zu identifizieren und die Parameter des Phänomens zu bewerten. Der Zusammenbruch von Lawinen tritt auf, wenn die Stabilität der Schneeschicht am Hang gestört ist, verursacht durch den Einfluss äußerer Faktoren und Prozesse innerhalb der Schneemasse, die unter dem Einfluss äußerer Faktoren auftreten. Lawinen können an Hängen mit einem Neigungswinkel von 15 Grad und einer Schneedeckendicke von 15 cm auftreten, sind aber äußerst selten. In der UdSSR wurden zur Identifizierung von Gebieten, in denen Lawinen möglich sind, bei der Erstellung von Karten mittleren und kleinen Maßstabs deren Grenzen entlang Isolinien mit einer Schneedeckendicke von 30 cm gezogen, und 70-cm-Isolinien begrenzten Gebiete, in denen sich häufig Lawinen bilden und eine bedeutende Rolle spielen Achtung. Am günstigsten für die Lawinenbildung sind anerkannte Hänge, deren Neigungswinkel 25-40 ° beträgt. Detaillierte groß angelegte Studien mit Feldbeobachtungen und Berechnungen, die Untersuchung geomorphologischer, geobotanischer, boden- und hydrologischer Merkmale in verschiedenen Regionen ermöglichen es, Bereiche zu identifizieren, in denen Lawinen entstehen, sich bewegen und stoppen.

Bei der Untersuchung des Lawineneinsturzes wurden die für verschiedene Bergregionen gemeinsamen Hauptfaktoren identifiziert und die Art ihres Einflusses auf die Lawinenbildung bestimmt (Tabelle 1).

Tabelle 1

Klassifizierung von Lawinenbildnern:

Faktoren	Auswirkungen auf Lawinen
A. Feste Faktoren
1. Beschaffenheit des Untergrunds
1.1. Relative Höhe, allgemeine topografische Situation:	Bestimmen Sie die Dissektionstiefe (die Höhe des Lawinenabgangs) und die Schneedecke in Abhängigkeit vom Breitengrad des Ortes und der absoluten Höhe und Ausrichtung der Kämme
Zone von Kämmen und Hochebenen	Starker Einfluss des Windes auf die Schneeverteilung, Schneevorsprünge, lokale Lawinen von Snowboards
Zone zwischen den Kämmen und der oberen Waldgrenze	Blizzard-Schneeanhäufung, ausgedehntes Gebiet der Lawinenbildung von Snowboards
Zone unterhalb der oberen Waldgrenze	Verringerung des Einflusses des Windes auf die Umverteilung von Schnee, Verringerung der Anzahl von Lawinen von harten Brettern, Prävalenz von Lawinen von weichen Brettern
1.2. Hangsteilheit	Bestimmt die kritische Schneehöhe
> 35o	Oft bilden sich Lockerschneelawinen
>25o	Lawinen bilden sich oft von Snowboards
> 15o	Schneefluss, untere Grenze der Lawinenbildung
< 20 o	Der Schneefluss, die Ablagerung von Lawinenschnee. Mögliches Auftreten von Lawinen aus wassergesättigtem Schnee, der von Hängen mit sehr geringer Steilheit abfällt
1.3. Neigungsausrichtung:	Beeinflusst die Schneelage, Arten von Lawinen
in Bezug auf die Sonne	An Schattenhängen Zunahme der Lawinenabgänge von Snowboards, an Sonnenhängen Zunahme der Nasslawinen (bei gleichen Schneereserven)
in Bezug auf den Wind	An den Leehängen erhöhte Schneeablagerung, eine Zunahme der Anzahl von Lawinen von Snowboards, an den Luvhängen der gegenteilige Effekt
1.4. Oberflächenkonfiguration	Beeinflusst Schneegehalt, Lawinenarten, kritische Schneehöhe
flacher Hang	Nicht kanalisierte Lawinen (Wespen) von Snowboards und Lockerschnee
Tabletts, Trichter, Karren	Orte der Schneekonzentration, kanalisierte (Rutschen-) Lawinen hauptsächlich von Snowboards
Änderungen der Hangsteilheit entlang des Längsprofils	An konvexen Hängen gibt es oft eine Linie der Lawinentrennung von Snowboards, an steilen Hängen - Austrittspunkte von lockeren Lawinen, eine signifikante Auswirkung auf die kritische Schneehöhe, springende Lawinen
Leisten im Relief	Unter ihnen treten oft Lockerschneelawinen auf.
1.5. Oberflächenrauheit	Beeinflusst die kritische Schneedicke
Glatte Oberfläche	Kleine kritische Dicke, Oberflächenschichtlawinen
Überstehende Hindernisse (Felsen, Querkämme)	Lawinen mit großer kritischer Dicke und voller Tiefe
Vegetation	Gras - trägt zum Abbau von Schnee bei, Lawinen voller Tiefe; Büsche - bis sie vollständig mit Schnee bedeckt sind, verhindern sie das Herunterkommen von Lawinen; Wald - wenn er dicht genug ist, verhindert er die Entstehung von Lawinen
B. Variable Faktoren
2. Aktuelles Wetter (bis vor 5 Tagen)
2.1. Schnee fällt:	Zunehmende Belastung. Erhöhung der Masse von instabilem Material.
Art des Neuschnees	Flockiger Schnee – lose Lawinen. Kohäsiver Schnee – Lawinen von Snowboards
Tägliches Schneewachstum	Zunahme der Schneeinstabilität mit zunehmender Schneedeckendicke. Ausbrechen ist sowohl im Neu- als auch im Altschnee möglich.
Intensität des Schneefalls	Fortschreitende Instabilität bei höherer Intensität, vermehrte Neuschneelawinen, erhöhte Lawinengefahr an sanften Hängen
2.2. Regen	Fördert den Abstieg nasser lockerer oder weicher Stauseelawinen; mögliches Auftreten von Wasser-Schnee-Strömungen und Schnee-Boden-Erdrutschen
2.3. Winde	Erstellen Sie eine lokale Schneeüberlastung an Hängen, bilden Sie Schneebretter und instabile Stratigraphie
Richtung	Erhöhte Gefahr der Entstehung von Formationslawinen an Leehängen; Gesimsbildung
Geschwindigkeit und Dauer	Mit ihrer Zunahme steigt die Wahrscheinlichkeit eines lokalen Zusammenbruchs von Stauseelawinen.
2.4. Thermische Bedingungen	Mehrdeutiger Einfluss auf die Schneefestigkeit und Spannungen innerhalb der Schneemasse. Sowohl ein Absinken als auch ein Ansteigen der Temperatur kann zu Instabilität führen
Schneetemperatur und freier Wassergehalt	Das Erhöhen der Temperatur bis zum Schmelzpunkt führt zu freiem Wasser im Schnee, was dazu führen kann, dass er instabil wird.
Lufttemperatur	Der gleiche Effekt für Hänge aller Expositionen, starke Abkühlung trägt zur Entwicklung von Instabilität aufgrund von Gradientenmetamorphose bei
Sonnenstrahlung	An den Hängen der Sonneneinstrahlung taut die Entwicklung von Instabilität aufgrund der Entwicklung von Strahlung auf
Wärmestrahlung	Die Abkühlung der Schneeoberfläche in der Nacht und im Schatten, die bei wolkenlosem Himmel erheblich ist, trägt zur Bildung von Oberflächen- und Tiefenfrost bei.
3. Verhältnisse in der Altschneedecke (Integraler Einfluss von Vorwetterlage und Witterung für die gesamte Wintersaison)
3.1. Gesamtschneehöhe	Keine große Lawinengefahr. Glättung der Rauhigkeit der Hangoberfläche. Beeinflusst die Masse einer auf den Boden niedergehenden Lawine. Beeinflusst den Prozess der Gradientenmetamorphose.
3.2. Stratigraphie	Die Stabilität der Dicke am Hang wird durch das Vorhandensein geschwächter Schichten unter Berücksichtigung von Spannungen gesteuert
Alte Oberflächenschichten	Zustand - Lockerheit (Oberflächenfrost), Sprödigkeit, Rauhigkeit - sind wichtig bei späteren Schneefällen
Die innere Struktur der Schneedecke	Komplexe Struktur, geschwächte Schichten, Eiskrusten führen zur Entwicklung von Instabilität

Es ist zu beachten, dass der Prozess der Lawinenbildung nicht nur von den oben genannten Faktoren, sondern auch von deren Kombination beeinflusst wird. Bereits während der Schneeablagerung auf Erdoberfläche Viele Prozesse werden beeinflusst. Die Form und Größe von Schneekristallen, die Art des Auftretens und die Dichte der Oberflächenschicht werden durch Lufttemperatur, Windrichtung und -geschwindigkeit, Form und Parameter der darunter liegenden Oberfläche bestimmt. Das Vorherrschen der einen oder anderen Art von Metamorphose in der Schneemasse und die Art ihrer Entwicklung sind eine Funktion der Wirkung einer Vielzahl von Faktoren.

Anhand von Langzeitbeobachtungen wurden quantitative Indikatoren meteorologischer Faktoren von Lawinen (Niederschlagsintensität, Schneedeckenwachstum, Windgeschwindigkeit etc.) und Charakteristika des Lawinenregimes für einzelne Bergregionen identifiziert, die eine Vermutung zulassen bei einer gewissen Wahrscheinlichkeit die Möglichkeit von Schneelawinen, wird das Relief als Lawinenfaktor bewertet. Die einfachsten Vorhersagemethoden basieren auf dem Vergleich der aktuellen und vorhergesagten Werte von Schnee und meteorologischen Eigenschaften mit kritischen Werten .

Eine Analyse der Faktoren, die zum Absturz von Lawinen führten, ermöglichte es, die genetischen Typen von Lawinen zu identifizieren und zu klassifizieren. Die Notwendigkeit einer genetischen Klassifizierung für die Lawinenvorhersage erklärt sich aus der Tatsache, dass der Meteorologe klar verstehen muss, was genau er vorhersagen wird und auf welche Faktoren überhaupt geachtet werden sollte. Dies kann externe Faktoren berücksichtigen, die das Auftreten zusätzlicher Lasten und das Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Schneedecke bestimmen. , Trennung nach Einwirkung äußerer und innerer Prozesse in der Schneedecke , Typisierung der Struktur des fallenden Schnees und der Art seiner Trennung , der Einfluss äußerer Faktoren auf das Kräftegleichgewicht in der am Hang liegenden Schneedecke.

Schematisches Foto einer Lawine auf einer Skipiste

Die Entwicklung einer eindeutigen genetischen Klassifizierung wird unter anderem dadurch erschwert, dass Lawinen durch eine Kombination mehrerer Faktoren verursacht werden können. Beispielsweise kommt es in vielen Regionen Russlands zum Zusammenbruch von Lawinen, die herkömmlicherweise als Lawinen aus frisch gefallenem Schnee oder Schneesturm klassifiziert werden, aufgrund der Zerstörung der tiefen Schneedecke, in der es lange Zeit vor Schneefall oder Schneesturm gab ein Prozess der Lockerung, das heißt, sie können nach einigen Anzeichen auch auf Lawinen der langfristigen Entwicklung zurückgeführt werden. Eine Analyse der verfügbaren Methoden zeigt, dass die Zahl der vorhergesagten Lawinentypen geringer ist als von den meisten Forschern vorgeschlagen. Ein vereinfachtes Schema zur Unterscheidung von Lawinen wurde von den Erstellern der "Methodischen Empfehlungen für die Vorhersage von Schneelawinen in der UdSSR" vorgeschlagen:

• frisch gefallener Schnee;
• Schneesturm;
• alter Schnee;
• Andere.

Die Unsicherheit der letzten Gruppe erklärt sich aus der gemischten Genese vieler Lawinen. Bei der Spezifizierung des genetischen Lawinentyps wird künftig die vom Entwickler der Vorhersagemethodik vorgegebene Definition verwendet.

Es sei darauf hingewiesen, dass viele ausländische Forscher der Klassifizierung von Lawinen nach ihrer Genese nicht viel Aufmerksamkeit schenken und sich auf die Untersuchung der Struktur der fallenden Schneeschicht konzentrieren. Weit verbreitet sind beispielsweise die Begriffe Softboard oder Hardboard. .

Lawinenvorhersage

Lawinenvorhersage für Gesamtansicht enthält einen Hinweis auf Ort und Zeit der Lawinen.

An Erstphase Um Lawinen in einem bestimmten Gebiet zu untersuchen, müssen Orte möglicher Lawinen identifiziert, ihre Parameter berechnet und das Lawinenregime bestimmt werden. Dazu werden Materialien aus Schneelawinenbeobachtungen, indirekten Hinweisen auf Lawinengefahr, statistischen Abhängigkeiten, mathematischen Modellen verwendet, Archive untersucht und Befragungen von Anwohnern durchgeführt. Basierend auf den erhaltenen und berechneten Daten werden Lawinengefahrenkarten erstellt. Das Forschungsergebnis ist definiert als räumliche Prognose Lawinengefahr - Lawinenklimavorhersage . In Bezug auf die Flächenabdeckung kann es sich um lokale (für einen einzelnen Lawinenquelle oder eine Gruppe von ihnen) und Hintergrund (für eine Bergregion oder deren Kombination) handeln. Dementsprechend werden Karten mit großem Maßstab zur Darstellung der lokalen Vorhersage und Karten mit mittlerem und kleinem Maßstab für die Hintergrundvorhersage verwendet.

Karten in großem Maßstab können folgende Informationen enthalten: Konturen von Schneeansammlungen, die die Orte der Lawinenablösung und Transitzonen angeben, die Grenzen der Verteilung von Lawinen unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit, Isolinien dynamischer Eigenschaften, die Grenzen der Ausbreitung einer Luftwelle, die Häufigkeit von Lawinen.

In Westeuropa hat die Form der Informationsdarstellung auf großmaßstäblichen Karten oft einen angewandten Charakter – unterschiedliche Farbschattierungen charakterisieren die Häufigkeit und Stärke eines Lawineneinschlags und bestimmen die mögliche Nutzung eines bestimmten Territoriums: von einem vollständigen Verbot von Bodenbebauung bis hin Genehmigung für den Bau unter Verwendung von Schutzkonstruktionen und das Fehlen jeglicher Einschränkungen.

Es sei darauf hingewiesen, dass während der Winterperiode 1998/99. Viele Lawinen im Alpenraum gingen in die weißen (als sicher berechneten) Zonen ein und richteten erhebliche Schäden an. Ein Beispiel ist die größte Lawinenkatastrophe in Österreich in der Nachkriegszeit am 23. Februar in Galtür, als eine Lawine von einem als sicher geltenden Hang abging und 31 Menschen das Leben kostete. Die Schlussfolgerung zur Sicherheit basierte auf dem Fehlen von Informationen über Lawinen von diesem Hang in historischen Annalen. Diese Ereignisse weisen auf die Unvollkommenheit der Methoden zur Beurteilung der Lawinengefahr hin - der räumlichen Vorhersage.

Auf einer durchschnittlichen Skala wird ein Merkmal von Lawinenhängen angegeben - die Häufigkeit von Lawinen, ihre Mengen und genetischen Typen. Kleinmaßstäbliche Karten dienen der Kennzeichnung von Gebieten, in denen besondere Vermessungen bei der Gestaltung von Bauwerken und anderen Vermessungsarbeiten erforderlich sind. Sie enthalten eine Schätzung des Ausmaßes der Lawinenaktivität ( Tab. 2 ).

Tabelle 2

Abstufungen der Lawinenaktivität:

Karten können eine Einschätzung möglicher Schäden durch Lawinen, Empfehlungen für die Wahl von Lawinenschutzmaßnahmen mit einer Bewertung ihrer Wirksamkeit zeigen.

Zeitlich Der Aspekt der Lawinengefahrenprognose besteht darin, die Möglichkeit von Lawinen in einem bestimmten Gebiet innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu bestimmen. Drei Arten von Lawinenvorhersagen werden nach der Fläche des abgedeckten Gebiets unterschieden:

1. Hintergrund kleinräumig, zusammengestellt für ein Gebirgssystem oder einzelne Flusseinzugsgebiete mit einer Fläche von mindestens 250 km 2;
2. Hintergrund großflächig für das Gebiet eines Bergbeckens, normalerweise mit einer Fläche von 25-30 km 2 oder großen Lawinen;
3. detailliert großflächig, zusammengestellt für eine einzelne Lawine oder einen Lawinenhang

Die in der wissenschaftlichen Literatur angegebene Einteilung von Prognosen in kurz-, mittel- und langfristige Prognosen verwendet keine festen Zeitintervalle für eine solche Trennung. Eine Analyse der Arbeiten zur Vorhersage der Lawinengefahr zeigt, dass in der Praxis eine Vorhersage für einen Tag, 48 Stunden, 72 Stunden, für die Wintersaison über einen langen Zeitraum gemacht werden kann.

Lawinengefahrenprognosen werden mit speziell für eine Region entwickelten Methoden oder einer separaten Quelle erstellt, die den Algorithmus zur Erkennung der Lawinengefahr bestimmen. Eine Reihe von Methoden sieht die Vorhersage einer Lawinenperiode vor - einer Zeitspanne, in der die Wirkung des Lawinenbildungsfaktors anhält. In der Regel wird dieser Ansatz zur Vorhersage von Lawinen bei Schneefällen und Schneestürmen verwendet. Lawinen werden ab dem Zeitpunkt kritischer Bedingungen bis zum Ende des Schneefalls (Schneesturm) und für einen Zeitraum von ein bis zwei Tagen nach Ende des Schneefalls prognostiziert - solange die Instabilität der Schneedecke bestehen bleibt. Lawinenvorhersagen haben beratenden Charakter, da der Prognostiker seine Vorhersage auf Annahmen wie „wenn die Intensität der Erwärmung mehrere Tage anhält“ usw. aufbauen muss. Gleichzeitig haben periodische Prognosen im Vergleich zu Tagesprognosen eine deutlich höhere Genauigkeit. Die Ungewissheit des Lawinenzeitpunkts, die mit dieser Art von Vorhersage einhergeht, macht ihre Verwendung jedoch für den Verbraucher unbequem.

Eine Reihe von Prognosezentren erstellt eine mehrtägige Vorhersage, die den Grad der Gefährdung für jeden Tag angibt.

Um Schäden oder unnötige Kosten für die Organisation von Lawinenschutzmaßnahmen zu vermeiden, kann die Vorhersage während der Gültigkeitsdauer aktualisiert werden. Beispielsweise erscheint das Schweizerische nationale Lawinenbulletin täglich um 17:00 Uhr, bei wesentlichen Änderungen der Schnee- und Wetterverhältnisse erscheint um 10:00 Uhr ein neuer Bulletintext.

Die Vorlaufzeit (die Zeit zwischen der Erstellung der Prognose bis zum Beginn ihrer Wirkung) der Prognose, die in vielen Prognoseverfahren enthalten ist, ist Null. In der Praxis bedeutet dies eine Aussage darüber, dass kritische Zustände für Lawinen erreicht sind. Die Hauptgründe für diese Situation liegen in der Vergänglichkeit des Auftretens einer Lawinensituation (von mehreren Stunden bis zu einem Tag), der ständigen Änderung der meteorologischen Bedingungen und der Unmöglichkeit einer kontinuierlichen und flächendeckenden Sammlung der erforderlichen Informationen. Ein ganz wesentlicher Punkt, der sowohl die Qualität der Vorhersage als auch deren Vorlaufzeit bestimmt, ist die einzigartige räumliche und zeitliche Variabilität der Struktur und Eigenschaften der Schneedecke. Das Diagnoseschema wird in ein Vorhersageschema umgewandelt, wenn die Trägheitsvorhersage meteorologischer Elemente in Berechnungen verwendet wird. Die Einschränkungen der Vorlaufzeit bei methodischer Orientierung an der Nutzung der meteorologischen Vorhersage werden durch das Fehlen von ergänzt präzise Methoden quantitative Vorhersage des Niederschlags, Intervallform der Vorhersage einer Reihe meteorologischer Elemente. Um längere Vorlaufzeiten zu erreichen und die Qualität der Vorhersage zu verbessern, entwickeln Lawinenspezialisten oft eigene Methoden zur Vorhersage der für ihre Arbeit erforderlichen meteorologischen Eigenschaften. Als Beispiel können wir für den Zailiysky Alatau eine Niederschlagsvorhersage von mehr als 15 mm / Tag anführen.

In separaten Prognosemethoden , Anhand von Informationen über den Zustand der Schneedecke im Bereich der Lawinenablösezone wird der Zeitpunkt des Lawinenabrisses berechnet.

Sobald neue Schnee- und meteorologische Informationen verfügbar sind, kann die Vorhersage überarbeitet werden.

Gegenstand der Prognose sind eine Reihe von Verfahren quantitative Merkmale Lawinen - Volumen, Freisetzungsbereich, Anzahl der Lawinen . Für die Hintergrundvorhersage werden die Abstiegsorte angegeben - bestimmte Lawinenzentren, Höhenintervalle von Lawinen und Hänge einer bestimmten Exposition.

Gegenstand der Vorhersage kann eine massive Lawine sein, wenn Lawinen in mehr als 1/3 der Lawinenzentren des Gebiets auftreten, für das die Vorhersage erstellt wird.

Methoden zur langfristigen Vorhersage der Lawinengefahr berücksichtigen mögliche Klimaänderungen. Die Objekte der Vorhersage sind die Dauer der Lawinenperiode, die Anzahl der Tage mit Lawinenschneefällen und eine Reihe von lawinenanzeigenden Merkmalen - die Dicke der Schneedecke, die Anzahl der Tage mit einer negativen durchschnittlichen täglichen Lufttemperatur.

Die Lawinengefahrenprognose kann einen alternativen und probabilistischen Charakter haben. Bei einer alternativen Prognose sind zwei Formulierungen möglich: „Lawinengefahr“ und „Nicht-Lawinengefahr“. In der UdSSR wurde dieser Ansatz zur Beurteilung der Lawinengefahr in den meisten Fällen verwendet. Die Schwachstelle solcher Prognosen sind die Lawinen, die die Bevölkerung und wirtschaftliche Einrichtungen nicht bedrohen. . Dabei wird gemäß einer Nicht-Lawinensituation eine Situation betrachtet, in der kein Lawinenabgang oder leichte Schneebewegungen bis zu 10 m 3 Volumen vorliegen, die keine Gefahr für Menschen und Wirtschaftsanlagen darstellen. Eine alternative Vorhersage sieht den Zusammenbruch spontaner Lawinen vor. Die Vorhersage gilt als begründet, wenn mindestens ein Lawinenabgang erfolgt ist (außer in den Fällen der Vorhersage von Massenlawinen). Die Möglichkeit des künstlichen Zusammenbruchs von Lawinen kann separat verhandelt werden.

Die Wahrscheinlichkeit von Lawinen kann in Prozent geschätzt werden, was aufgrund der Unannehmlichkeit der Interpretation der Vorhersage durch den Benutzer äußerst selten und in einer bestimmten Größenordnung verwendet wird. Das Konzept der Europäischen Lawinengefahrenskala wurde 1985 entwickelt. . 1993 wurde die Skala nach ausführlichen Diskussionen von Lawinenvorhersagediensten in mehreren westeuropäischen Ländern für den praktischen Gebrauch übernommen (Tabelle 3). Der Grad der Gefährdung wird in fünf schrittweise ansteigenden Stufen bewertet, die durch die Stabilität der Schneedecke an den Berghängen, die Wahrscheinlichkeit von Lawinen und deren Mengen sowie die Art der Auswirkungen auf das Leben in den Bergen beschrieben werden. Die Beschaffenheit des Schnees (seine Stabilität) wird in Bezug auf mögliche Zusatzlasten beurteilt.

Tisch 3

Europäische Lawinenskala:

	Grad der Lawinengefahr	Stabilität der Schneedecke	Wahrscheinlichkeit von Lawinen	Empfehlungen für terrestrische Transportwege und Siedlungen	Empfehlungen für Personen ausserhalb von Lawinenschutzgebieten
1	Unerheblich	Die Schneedecke ist an den Berghängen gut fixiert und stabil	Ein Einsturz ist nur mit sehr erheblichen Zusatzbelastungen an teils sehr steilen Hängen möglich. Lediglich Schneebewegungen können spontan auftreten	Keine Gefahr	Sichere Bedingungen
2	Mäßig	Die Schneedecke an steilen Hängen ist mäßig fest, an anderen Hängen ist sie gut.	Einsturz ist bei erheblicher Zusatzbelastung vor allem an den angegebenen Hängen möglich, Spontanabsturz von Lawinen ist unwahrscheinlich	Meist günstige Bedingungen	Sorgfältige Wahl des Fahrweges, insbesondere an den angegebenen Steilhängen der angegebenen Expositions- und Höhenstufen
3	Bedeutsam	An steilen Hängen befestigte Schneedecke, die entweder mäßig oder schwach befestigt ist	Auf diesen Hängen sind bei geringer Zusatzbelastung Lawinen möglich. Der Zusammenbruch einzelner mittelgroßer und seltener großer Lawinen und	Ungeschützte Bereiche sind gefährlich. Vorsichtsmaßnahmen erforderlich	Relativ ungünstige Bedingungen. Es ist notwendig, Bewegungen im Bereich der angegebenen Pisten zu vermeiden.
4	Groß	Die Schneedecke ist auf den meisten Pisten lose fixiert	Ein Einklappen ist an den meisten Hängen mit geringer Zusatzbelastung möglich	Die meisten ungeschützten Bereiche sind gefährlich. Es wird empfohlen, Vorsichtsmaßnahmen zu treffen	Ungünstige Bedingungen. Es braucht viel Erfahrung, um herumzukommen. Bewegungseinschränkung an Hängen.
5	Sehr groß (außergewöhnlich)	Die Schneedecke ist instabil	Zahlreiche spontane Lawinenabgänge sind an allen Hängen zu erwarten	Große Bedrohung. Vorsichtsmaßnahmen erforderlich	Sehr ungünstige Bedingungen. Umzugsverweigerung empfohlen

Prognosen, die nach der europäischen Lawinengefahrenskala entwickelt wurden, sehen auch bei geringer Lawinengefahr immer die Möglichkeit des Zusammenbruchs künstlicher Lawinen vor. In den USA und Kanada wird bei der Vorhersage der Lawinengefahr auf eigene Entwicklungen zurückgegriffen – die amerikanische Lawinengefahrenskala hat 4 Stufen, die kanadische fünf. Die von amerikanischen Experten gewählte Skala berücksichtigt die Möglichkeit der Bildung nur natürlicher Lawinen. Der unbestrittene Vorteil aller Ansätze ist das Vorhandensein von Empfehlungen für die Bevölkerung in Lawinengebieten (französische und italienische Vorhersagedienste nehmen solche Empfehlungen nicht in die Vorhersageformulierung auf).

Ein ungelöstes Problem im probabilistischen Ansatz zur Einschätzung der Lawinengefahr ist die Unmöglichkeit, die Richtigkeit der Vorhersage genau zu überprüfen. Dies wird durch qualitative Indikatoren bei der Beurteilung der Anzahl von Lawinen und deren Volumen erschwert.

Unabhängig davon sei gesagt, dass im Gegensatz zu den meisten anderen gefährlichen Wetterereignissen eine ungerechtfertigte Vorhersage einer Lawinengefahr nicht bedeutet, dass später keine Lawine abgeht!

Die allgemein akzeptierte Form der Darstellung einer Lawinenvorhersage ist ein Lawinenbulletin (Abb. 4). Während des Wartens auf eine Massenlawine haben die prognostischen Zentren der UdSSR zusammengestellt Sturmwarnungen im Notfall zu den Verbrauchern gebracht werden. In einigen Ländern wird das Lawinenbulletin durch eine Lawinengefahrenkarte des Gebiets ergänzt. Karten und Expertenmeinungen (Berichte) stellen eine Vorhersage der Lawinengefahr für einen langen Zeitraum dar (Abb. 5).

Eine große Lawine am Mt. Pauken, Wasatchkette, Utah

Die Richtigkeit der Vorhersage wird durch Beobachtungen an stationären Posten, auf Straßen- und Eisenbahnstrecken, bei Luftüberflügen des Territoriums nach Berichten einzelner Bürger und Organisationen nach den Ergebnissen einer Befragung der lawinengefährdeten Bevölkerung überprüft Bereiche.

Methodische Unterstützung bei der Vorhersage der Lawinengefahr

Auf wissenschaftlicher Grundlage wurde Anfang der 1930er Jahre in der UdSSR (Khibiny-Gebirge) und in der Schweiz mit regelmäßigen Beobachtungen von Schneelawinen begonnen. Die gesammelten Erfahrungen und Daten ermöglichten es, in einigen Jahren mit der Vorhersage der Lawinengefahr von Gebieten zu beginnen. Anfänglich wurden Prognosen auf der Intuition der Forscher getroffen. Der intuitive Ansatz zur Beurteilung der Lawinengefahr wird schon seit geraumer Zeit beibehalten. Aus Sicht der induktiven Logik wurde beispielsweise in den USA und Kanada ein Lawinenvorhersagesystem aufgebaut. Ende der 1930er Jahre tauchten die ersten Prognoseverfahren auf. I.K.Zelenoy hat die Methodik zur Vorhersage von Lawinen während Schneestürmen entwickelt und in die Praxis umgesetzt. Später, als Lawinenbeobachtungen viele Bergregionen verschiedener Länder der Welt abdeckten, wurden zahlreiche Techniken entwickelt, um Lawinenprognostiker bei der Anwendung zu unterstützen verschiedene Wege Definition von Lawinengefahr. Solche Techniken wurden für viele Bergregionen des Landes entwickelt. Bis Ende der 1980er Jahre war jedoch weniger als die Hälfte der in 63 genannten Prognoseverfahren erprobt und in der Praxis angewendet worden. Bisher haben nur die Abteilungen Sachalin, Irkutsk und Kolyma des hydrometeorologischen Dienstes und das Lawinenschutzgeschäft des Werks Apatit Vorhersagemodelle in die Produktion eingeführt. Seitdem hat sich die Situation nach den Veröffentlichungen in der Fachliteratur nicht wesentlich verbessert.

Die Gründe für diesen Zustand liegen in verschiedenen Aspekten der Aktivität und Interaktion von Industrie- und Wissenschaftsorganisationen. In der Literatur zur Lawinenforschung wurden Methoden zur Vorhersage der Lawinengefahr, die in industriellen und wissenschaftlichen und industriellen Organisationen des hydrometeorologischen Dienstes entwickelt wurden und nach Produktionstests praktische Anwendung fanden, und theoretische Studien wissenschaftlicher Organisationen, die meistens nicht zur Vorhersage verwendet wurden, verwendet veröffentlicht worden.

Methoden zur Bestimmung der Lawinengefahr wurden separat für die Grenzgebiete der UdSSR erstellt. Ihr Einsatz erfolgte bei den Grenztruppen des Landes.

Es sei darauf hingewiesen, dass viele Experten skeptisch gegenüber der Möglichkeit sind, die für eine bestimmte Bergregion entwickelte Methodik in anderen Regionen anzuwenden. Dies wird durch Unterschiede im Klima, den vorherrschenden Wetterbedingungen, dem Gelände und der Beschaffenheit der darunter liegenden Oberfläche der Pisten behindert. In solchen Fällen werden zusätzliche Studien durchgeführt, die darauf abzielen, die Grenzen der Anwendung der Methodik zu bestimmen, neue Leitfaktoren zu identifizieren usw. .

Gemäß der im hydrometeorologischen Dienst angenommenen Praxis werden neu erstellte Methoden an unabhängigem Material überprüft, Produktionstests unterzogen und anschließend für den praktischen Einsatz empfohlen (nicht empfohlen). Der Begriff für die Entwicklung einer Methodik, einschließlich der Sammlung, Verarbeitung von Informationen und Produktionstests, beträgt mehrere Jahre. Ihre Einschätzungen gelten als Rechtfertigung von Vorhersagen, als Warnung vor dem vorhergesagten Phänomen und als bekannte Kriterien von A. M. Obukhov und N. A. Bagrov.

Die Hauptanforderung an die Qualität von Prognosen: Die Summe der allgemeinen Begründung und Warnung vor dem Vorliegen des Phänomens in Prozent muss größer sein als die Summe der natürlichen Häufigkeit des Auftretens von Fällen mit Phänomenen von 100 %.

Die endgültige Version der dem Verbraucher vorgelegten Prognose wird von einem Spezialisten erstellt, der neben Methoden auch eigene Erfahrung, Intuition und zusätzliche Daten, die von den Methoden nicht berücksichtigt werden.

Die wichtigsten methodischen Grundsätze der Lawinengefahrenprognose werden formuliert:

• - Grundsatz der Verhältnismäßigkeit zwischen dem von der Vorhersage abgedeckten Gebiet und ihrer Vorlaufzeit, beispielsweise sollte die Hintergrundvorhersage eine Vorlaufzeit haben, die nicht geringer ist als die tatsächliche Zeit für die Organisation von Lawinenbekämpfungsmaßnahmen;
• — kontinuierliche Überwachung von Änderungen der Situation;
• — Berücksichtigung der zeitlichen Vorgeschichte der Schneeentwicklung und der meteorologischen Situation bei der Entwicklung neuer Vorhersagemethoden;
• - Die detaillierte Lawinenwarnung hat eine Grenze, die durch die Möglichkeit gegeben ist, neben Hintergrunddaten auch individuelle Informationen in jeder Lawinenquelle zu sammeln.

Die Erstellung einer Methodik, die zur Erstellung einer Lawinengefahrenprognose verwendet wird, umfasst mehrere Schritte:

• Erstellen eines Trainingsmusters,
• Auswahl von Prädiktoren,
• ihre Verwandlung,
• Wahl der Prognosemethode,
• Einschätzung der Verlässlichkeit der Anerkennung (Begründung) der Prognose.

Auswahl von Prädiktoren

Die Qualität der Vorhersage wird durch die Wahl eines Sets und der optimalen Anzahl von Prädiktoren sichergestellt – Indikatoren, die die Entstehung von Lawinen in einem bestimmten Gebiet und zu einem festen Zeitpunkt bestimmen. Dazu können (Tabelle 1) Schneedeckeneigenschaften, Indizes atmosphärischer Prozesse, Werte meteorologischer und aerologischer Elemente und Reliefparameter gehören. In der Praxis der Lawinengefahrenprognose werden gemessene, normalisierte (falls von der Normalverteilung abweichende) und berechnete Werte (Niederschlagsintensität, Lufttemperaturänderung usw.) sowie verallgemeinerte Indikatoren verwendet, die mehrere Anfangsvariablen berücksichtigen und beschreiben Sie einen bestimmten Prozess (das Produkt aus Windgeschwindigkeit und Einwirkungsdauer, das die Menge des gefegten Schnees charakterisiert).

Daher besteht die Aufgabe in der Anfangsphase der Entwicklung einer Prognosemethodik darin, die aussagekräftigsten Merkmale aus dem Satz von Merkmalen auszuwählen, die die erforderliche statistische Zuverlässigkeit der Methodik und Prognosegenauigkeit bieten. Der Informationsgehalt eines einzelnen Merkmals wird als Maß für die darin enthaltene Informationsmenge im Verhältnis zu einem anderen verstanden. Gleichzeitig ist es laut einer Reihe von Forschern für die (insbesondere statistische) Analyse der meisten Lawinensituationen nicht erforderlich, umfangreiche Datenarrays mit einer großen Anzahl von Lawinenbildnern zu bilden. Eine Erhöhung des Datenvolumens bringt in der Regel keinen Gewinn an Vorlaufzeit und Genauigkeit von Prognosen.

Die Auswahl von Merkmalen (Prädiktoren) kann auf Basis physikalischer Überlegungen und Methoden der mathematischen Statistik erfolgen. Bei der Auswahl der Prädiktoren für Prognosemethoden sollten die Fläche des Territoriums, für das die Prognose erstellt wird, und die Variabilität ihrer Werte berücksichtigt werden.

Als Indikator für den Informationsgehalt von Prädiktoren zur Vorhersage der Lawinengefahr werden verwendet:

• - doppelt T- Schülerkriterium;
• ist die Mahalanobis-Distanz;
• ist der Fisher-Trennbarkeitsindex.

Die Korrelationsanalyse paarweise unabhängiger Prädiktoren ermöglicht es, voneinander abhängige Werte zu eliminieren und dadurch die Anzahl der Prädiktoren zu reduzieren. In der Arbeit wurden Vorzeichen als unabhängig angenommen, deren Korrelationskoeffizienten kleiner als 0,6 modulo sind. Die Hauptkomponentenanalyse, die als Methode zur Reduzierung von Faktoren verwendet wird, ermöglicht die Verwendung voneinander abhängiger Prädiktoren. Die am häufigsten verwendete Rotation ist die Varimax-Methode (die die Varianz des ursprünglichen Variablenraums maximiert).

Die Reihenfolge der Zeichen nach Aussagekraft wird nach dem Verfahren der „Siebung“ ermittelt » . Bei der Erstellung einer alternativen Vorhersage erfolgt eine Einteilung in zwei Klassen: eine Klasse mit Lawinenvorkommen und eine Klasse ohne Lawinen. Die Zusammensetzung des allgemeinen Prädiktorvektors umfasst zunächst alle Merkmale, die das physikalische Modell des betrachteten Phänomens bestimmen und dessen Merkmale berücksichtigen. Der Prädiktor, der den Maximalwert des Fisher-Trennbarkeitsindex liefert, wird aus der Gesamtzahl der Prädiktoren ausgewählt, dann wird der Wert für diesen Prädiktor paarweise mit jedem der verbleibenden Prädiktoren berechnet und so weiter. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis das Wachstum des Trennbarkeitsindex mit der Hinzufügung jedes nächsten Prädiktors stoppt. Somit wird eine Gruppe von Prädiktoren bestimmt, die die Bedingungen der Lawinenbildung am vollständigsten beschreibt.

Die Bewertung der Art des Einflusses jedes Merkmals erfolgt getrennt durch Vergleich seines Durchschnittswerts in zwei Klassen. Um den Informationsgehalt der Merkmale zu vergleichen, wird die Mahalanobis-Distanz berechnet. Und um die Bedeutung des Unterschieds in den Durchschnittswerten der Parameter in jeder der Klassen zu überprüfen, ein Doppel T-Schülerkriterium. Die Signifikanz des Unterschieds weist auf die Isolation der Klassen und die Möglichkeit einer guten Klassifizierung hin.

So wurde beispielsweise festgestellt, dass bei der Vorhersage mittels Diskriminanzanalyse das optimale Verhältnis zwischen der Anzahl der Merkmale und der Länge einer Beobachtungsreihe in einer Klasse mit einem Phänomen nicht mehr als 1/10 betragen sollte. Normalerweise liegt ihre Anzahl im Bereich von 5-10.

Bei der Auswahl von Prädiktoren kann man sich an die in der Arbeit formulierte Regel mit der Methode der Hauptkomponenten halten:

• die erste Hauptkomponente kann als "Kraftwirkung" (Last) auf die Schneeschicht definiert (ausgedrückt) werden;
• die zweite - als "Temperaturhintergrund" einer Lawine;
• der dritte ist "Bereitschaft der Schneemasse zu verschwinden".

Langfristige Studien und die Analyse von Arbeiten zur Identifizierung der Hauptfaktoren der Lawinenbildung ermöglichten es, die wichtigsten Prädiktoren für Lawinen verschiedener genetischer Typen zu identifizieren (Tabelle 4).

Tabelle 4

Sätze der wichtigsten Prädiktoren für Lawinen verschiedener genetischer Typen:

Arten von Informationen	Entstehung von Lawinen
(Optionen)	Aus Neuschnee	Aus dem Blizzard-Schnee	thermische Lockerung	Sublimationslockerung
Lufttemperatur	+	+	+	—
Schneedicke	+	(+)	+	(+)
Wasseräquivalent von Schnee	(+)	—	(+)	(+)
Schneedichte	(+)	(+)	(+)	(+)
Schneefeuchtigkeit	—	—	+	—
Schneetemperatur	—	—	+	(+)
Luftfeuchtigkeit	(+)	—	—	—
Blizzard-Übertragung	—	+	—	—
Sonnenschein Dauer	—	—	(+)	—
Schallemission von Schnee	+	+	(+)	(+)
Windgeschwindigkeit	(+)	+	—	—
Lawinenzeiten	+	+	+	(+)
Kraft lockerer Horizonte	(+)	—	—	(+)
Kristallgröße	—	—	(+)	(+)
Atmosphärendruck	—	+	—	—

+ — Zeichen ist informativ

(+) - informativ bedingt

- uninformativ

Es hat sich gezeigt, dass Prädiktoren wie die Zunahme der Neuschneehöhe und/oder der Niederschlagsmenge gut bekannt sind und für viele Bergregionen bei der Vorhersage von Lawinen aus Neuschnee universell sein können. Schneestürme in verschiedenen Regionen können auch unter Verwendung eines begrenzten Satzes von Prädiktoren vorhergesagt werden. Gleichzeitig können nasse Lawinen, selbst innerhalb derselben Bergregion, deutlich unterschiedliche Prädiktoren haben.

Detaillierte Vorhersagemethoden basieren hauptsächlich auf der Verwendung von Daten zur Schneedecke in einer bestimmten Quelle, während Hintergrundmethoden meistens auf aerosynoptischen und meteorologischen Informationen basieren.

Unterscheidung von Lawinenverhältnissen

Die dem für die Entwicklung in der UdSSR traditionellen Vorhersageverfahren vorgeschaltete Klassifizierung der Lawinenbildungsbedingungen trägt nach Ansicht einiger Autoren zu deren Qualitätssteigerung bei. Da viele Lawinenvorhersagetechniken auf Lawinen bestimmter genetischer Typen ausgelegt sind, ermöglicht dieses Verfahren, die aktuelle Situation mit typischen zu vergleichen, sie einer bestimmten Klasse zuzuordnen und sich auf die führenden Faktoren und die Anwendung bestimmter Methoden zu konzentrieren.

Die Auswahl von Prädiktoren zur Klassifizierung der Bedingungen der Lawinenbildung erfolgt ähnlich wie die Auswahl von Vorhersageverfahren. Zur Unterscheidung der Bedingungen der Lawinenbildung werden verwendet:

• - Regressionsanalyse;
• — Diskriminanzanalyse;
• - Hauptkomponentenanalyse.
• — Methode der Mustererkennung;

In der Arbeit wird der Mechanismus beschrieben, wie die Situation auf das Auftreten trockener oder nasser Lawinen zurückzuführen ist. Im ersten Schritt wurde die Trainingsstichprobe aus trockenen und nassen Lawinen nach der von der Lawinenstation ermittelten Genese gebildet. Als nächstes wurde das Verfahren zum Bestimmen des Informationsgehalts von Prädiktoren, zum Konstruieren einer Diskriminanzfunktion und zum Bestimmen der Wahrscheinlichkeit, dass jedes Ereignis zu einer bestimmten Klasse gehört, ausgeführt.

Die berechneten Hauptkomponenten in der Arbeit ermöglichten es, die Gleichungen der Diskriminanzfunktion zu erhalten, die Neuschneelawinen mit einer Berechtigung von mehr als 90% in trockene und nasse Lawinen trennt. Gleichzeitig zeigte die Zugehörigkeit von nassen Lawinen mit einer Trennung entlang einer Linie und von einem Punkt die Richtigkeit der Identifizierung, jeweils 84 und 63%, obwohl die Trennung trockener Lawinen mit hoher Zuverlässigkeit erkannt wurde (91-95%). .

Eine Reihe von Methoden zur Vorhersage der Lawinengefahr enthalten Bedingungen ab dem Moment ihres Eintretens, ab dem ihre Anwendung beginnt. Somit kann das Datum des Beginns der Lawinensaison als das Erreichen einer Schneedeckendicke von 30 cm am meteorologischen Standort angenommen werden.Für das Einzugsgebiet des Tom River sollte die erste Lawinengefahrenprognose, erstellt nach der vorgeschlagenen Methode, erstellt werden vorausgegangen ist eine Ansammlung von 100 mm festem Niederschlag ab dem Datum der Bildung einer stabilen Schneedecke usw. Bei der Beurteilung der aktuellen Situation kann die Technik ab dem Moment arbeiten, in dem einer der Parameter einen kritischen Wert erreicht. Zum Beispiel für das Flussgebiet Der halbtägliche Niederschlag in Kunerma sollte 1 mm erreichen.

Methode zur direkten (Feld-)Ermittlung der Lawinengefahr

Regelmäßige Lawinenbeobachtungen umfassen die Untersuchung der Stratigraphie der Schneemasse, Messungen der Dicke der Schneedecke, Bestimmung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Schnees - Dichte, temporäre Scher- und Reißfestigkeit, Härte, Zugfestigkeit usw. Messungen sind durchgeführt in Nähe aus Lawinenzentren in sicheren Gebieten mit möglichst ähnlichen Parametern wie Lawinenhänge (Steilheit, Exposition).

Durch einfachste statistische Verarbeitung von Beobachtungsdaten lassen sich empirische Zusammenhänge herstellen, die es erlauben, anhand der Messergebnisse auf die Möglichkeit eines Lawinenabrisses zu schließen (Tabelle 5). Mit der Materialanhäufung werden typische kombinierte stratigraphische Säulen und Diagramme der Verteilung der Festigkeitseigenschaften entlang des Vertikalprofils erstellt, anhand derer der Grad der Lawinengefahr abgeschätzt und die Art der zu erwartenden Lawinen bestimmt wird.

Tabelle 5

Empirische Abhängigkeiten zur Vorhersage der Lawinengefahr auf Basis von Sondierungsdaten mit einer Kegelsonde:

Lawinengefahr	Sondenwiderstand R, kg	Kupplung MIT»1.4R kg / dm 2	Festigkeitsverhältnis benachbarter Schichten
Schwer (eine Lawine kann bald auftreten)	Weniger als 1,5	Weniger als 2	Mehr als 4
Mittel (eine Lawine kann entstehen, wenn die Schneedecke mechanisch gestört wird)	1,5-5	2-7	2,5-4
Gering (fast keine Lawinengefahr)	5-21	7-30	2,5-1,5
Abwesend	Über 21	Über 30	Weniger als 1,5

Lawinendienste in vielen Ländern haben Systeme entwickelt, um die Stabilität der Schneemasse zu testen. Während der Tests werden geschwächte Schichten identifiziert und die Kraft, die erforderlich ist, um die Schneeschicht an einem bestimmten Berghang (im Lawinenherd) zu verschieben und abzusenken, wird abgeschätzt. Dabei werden sowohl quantitative als auch qualitative Definitionen zur Bewertung herangezogen. Einfachste Handgriffe mit improvisierten Mitteln (Schaufel, Ski) ermöglichen es nicht nur Spezialisten, sondern auch allen, die in den Bergen arbeiten und sich erholen, den Grad der Lawinengefahr an einem Berghang zu bestimmen. In einigen Ländern gehört die Bewältigung der Prüfungen zum obligatorischen Ausbildungsprogramm für Ski- und Bergsteigerlehrer. Die zunehmende Aufmerksamkeit für solche Tests erklärt sich aus ihrem Fokus auf die Gewährleistung der Sicherheit der Personengruppen, die den Großteil der Opfer von Lawinenkatastrophen ausmachen.

Schneelawine auf der Straße

Lawine in den Bergen

Der sogenannte „Schaufeltest“ (Shovel Shear Test) wird an einem in der Schneemasse herausgeschnittenen Schneeblock durchgeführt (Abb. 6.). Die zum Abreißen eines geschnittenen Schneeblocks erforderliche Kraft ist qualitativ bewertet ein subjektives Maß für die Schneestabilität. Anhand der Beobachtungen werden Rückschlüsse auf die Lawinengefahr der Hänge gezogen. Wenn der Schnee sehr instabil ist, löst sich sofort eine schwache Schicht, sobald alle vier Seiten des Blocks ausgeschnitten sind. Wenn kein Auftrieb auftritt, kann er erzeugt werden, indem der Block mit einer Schaufel den Hang hinuntergeschoben wird.

In den letzten Jahren wurde der von Spezialisten des Schweizerischen Instituts für Schnee- und Lawinenforschung entwickelte „Rutschblock-Test“ und seine Modifikationen zur Prüfung von Schnee eingesetzt. Die Überprüfung der Schneedecke auf der Piste erfolgt durch den Skifahrer an in die Schneemasse ausgeschnittenen Blöcken (Abb. 7). Der Skifahrer führt 7 spezifische Aktionen aus, positioniert sich über einem Schneeblock und bewegt sich daran entlang, wobei er die Last allmählich erhöht. Tests werden bis zur Zerstörung des Blocks durchgeführt. Die Interpretation der gewonnenen Ergebnisse – die Bestimmung des Grades der Lawinengefahr – erfolgt nach den in mehreren Ländern entwickelten Standards. In seiner einfachsten Form bedeutet die Zerstörung in 1-3 Aktionen den instabilen Zustand der Schneeschicht auf der Piste, die unter der Aktion des Skifahrers gebrochen wird; bei 4-5 wird ein stationärer Zustand angenommen, aber ein einzelner Skifahrer kann eine Lawine zum Einsturz bringen; 6-7 - ein Lawinenabsturz durch einen Skifahrer ist unwahrscheinlich. Die erheblichen Abmessungen des getesteten Blocks (eine Größenordnung näher an der echten Schneeschicht auf der Piste) unterscheiden diesen Test positiv von den meisten anderen.

An unterschiedlichen Hängen (Exposition, Steilheit) werden mit einer bestimmten Häufigkeit Tests durchgeführt, die es ermöglichen, auftretende Veränderungen in der Schneemasse zu erkennen und die Richtung des Metamorphoseprozesses zu bestimmen.

Während solche Tests oft recht geben gute Ergebnisse, ist es wichtig zu verstehen, dass ein einzelner Test nicht die Stabilität des gesamten Hanges bestimmen kann. Die Ergebnisse können stark variieren, je nachdem, auf welchem ​​Teil der Piste der Test durchgeführt wurde. Die Schwierigkeiten bei der Beurteilung der Lawinengefahr durch Tests liegen in der fehlenden Berücksichtigung des Gewichts des Testskifahrers, der subjektiven Bestimmung des Kraftaufwandes.

Aufgrund ihrer Einfachheit und relativ hohen Zuverlässigkeit werden Schneedeckenstabilitätstests in der Praxis häufig zur Bestimmung des Lawinengefahrengrades eingesetzt. Die Testergebnisse werden sowohl in lokalen als auch in Hintergrundvorhersagen von Lawinen durch verschiedene Methoden berücksichtigt.

Feldbeobachtungen sind die meisten effektiver Weg bestimmung der Möglichkeit des Zusammenbruchs von Lawinen mit langer Entwicklung.

Deterministische Methode

Aus den Messwerten der Schneedeckenkennwerte wird die Stabilität der Schneedecke am Hang berechnet.

In seiner einfachsten Form kann der Stabilitätsbeiwert für Lockerschnee unter dem Schermechanismus der Lawinenbildung wie folgt berechnet werden:

F – Koeffizient der inneren Reibung oder Reibung von Schnee auf der darunter liegenden Oberfläche,

A — der Neigungswinkel (Steilheit) der Böschung.

Ist dieses Verhältnis deutlich größer als eins, besteht keine Lawinengefahr; wenn ihr Wert gleich eins ist, befindet sich die Schneedecke im Grenzgleichgewicht, d.h. kann mit einer leichten Erhöhung der Last oder einer Verringerung der Rückhaltekräfte den Hang hinunterrutschen; ist der Stabilitätsbeiwert kleiner als eins, deutet dies auf einen instabilen Schneezustand auf den Pisten hin.

Empirisch wurden eine Reihe von Gleichungen gewonnen, die es ermöglichen, anhand von Feldmessdaten die kritischen Werte für jede Schicht aus der Dicke der darüber liegenden Schneeschicht, der Haftung an der unteren Grenze der Schicht, zu ermitteln und zu bestimmen der Grenzneigungswinkel für diese Bedingungen. Der Einbezug meteorologischer Merkmale in die Berechnung ermöglicht es, den Zeitpunkt des Einsetzens einer Lawinengefahr zu bestimmen (Annahme der aktuellen Wetterlage vorausgesetzt).

Um die Berechnung kritischer Werte zu beschleunigen und eine Prognose zu erstellen, wurden Nomogramme zur Beurteilung des Zustands der Schneedecke im Feld erstellt (Abb. 8).

Die Stabilität der Schneedecke kann aus den Ergebnissen der Berechnung der Verteilung der mechanischen Spannungen in ihr abgeschätzt werden. Eine solche Berechnung für eine Schneedecke mit unterschiedlicher Dicke und einer signifikanten räumlichen Variation von Parametern, die auf einem Berghang beliebiger Konfiguration liegt und durch eine Reibungskraft gehalten wird, die nichtlinear von der Verschiebung des Schnees relativ zum Hang abhängt, ist eine drei- dimensionales und im Wesentlichen nichtlineares Problem und beinhaltet eine große Menge an Berechnungen. Durch die Einführung einiger Bedingungen wird das Problem meistens auf eine zweidimensionale Lösung reduziert. Mathematische Modelle zur Berechnung der Hangstabilität von Schnee, basierend auf der Analyse des Spannungszustandes von Schnee, können zur Vorhersage der Lawinengefahr verwendet werden, werden aber in der Praxis selten verwendet. Die Gründe sind die Schwierigkeit, Eigenschaften des Schneezustands in Lawinenzentren zu erhalten, erhebliche Fehler bei deren Messung sowie die Unmöglichkeit, die an einem Punkt erhaltenen Daten auf die gesamte Oberfläche der Lawinenquelle zu extrapolieren, aufgrund der erheblichen Variabilität von die Struktur und Eigenschaften von Schnee.

Derzeit wird diese Richtung der Vorhersage im Avalanche Safety Center von JSC Apatit in Khibiny entwickelt. Die Berechnung auf Basis des entwickelten Modells bestimmt die Wahrscheinlichkeit der Überschreitung des Schwellwerts des Spannungstensors in der Schneedecke im Lawinenquell (Abb. 9) .

Der deterministische Ansatz wird verwendet, um Lawinen von einer bestimmten Lawinenquelle vorherzusagen.

Die Unmöglichkeit, direkte Messungen der Eigenschaften der Schneedecke in den Bereichen der Lawinenablösung durchzuführen, regte die Untersuchung physikalischer Prozesse in der Schneedecke und die Konstruktion von Modellen ihrer Struktur und Entwicklung an. Die ersten dieser Modelle verwendeten statistische Beziehungen und berücksichtigten nur einzelne Faktoren - Schneeanhäufung während eines Schneefalls, Schneesturm und Windgeschwindigkeit sowie die Bildung einer Schicht aus tiefem Frost. 1983 begann das Zentrum für Schneeforschung (CEN) in Frankreich mit der Entwicklung eines neuen Programms zur Untersuchung der Entwicklung der Schneedecke. Das deterministische Modell schätzt die Energie und morphologischen Regime der Schneemasse. Die Simulation berechnet die Wärmeleitfähigkeit von Schnee, Feuchtigkeitsversickerung, Schneeschmelze, berücksichtigt Phasenumwandlungen innerhalb der Schneemasse und die wichtigsten Prozesse der Schneekristallmetamorphose. Die Strahlungs- und turbulenten Flüsse, die in die Oberfläche der Schneedecke eintreten, und der geothermische Fluss aus dem darunter liegenden Boden werden berücksichtigt. Das Ergebnis der Modelloperation ist das berechnete Profil der Schneemasse mit den darüber verteilten Werten für Temperatur und Dichte; Instabile Schichten werden freigelegt. Das Testen des Modells in verschiedenen Gebieten der französischen Alpen ergab zufriedenstellende Ergebnisse, obwohl der Einfluss des Windes unterschätzt wird. . Das Modell berechnet nicht die Bildung von Oberflächenfrost und Eiskruste auf der Oberfläche der Schneemasse - wichtige Faktoren wegen Lawinengefahr.

In unserem Land wurde auch die mathematische Modellierung der Wärme- und Stoffübertragungsprozesse in der Schneemasse unter Berücksichtigung ihrer komplexen Schichtstruktur entwickelt. . Derzeit ist geplant, das theoretisch entwickelte Modell in verschiedenen Gebirgsregionen im Feld zu testen.

Methoden zur Fernüberwachung der Lawinengefahr

Methoden zur Fernüberwachung der Schneedecke zur Vorhersage der Lawinengefahr sind an Berghängen kaum erprobt und existieren hauptsächlich in Form theoretischer Entwicklungen. Eine dieser Methoden ist die Registrierung von Schallemissionssignalen in der Schneedecke. Es wurde festgestellt, dass eine Zunahme der durchschnittlichen Aktivität der Schallemission einer Abnahme der Stabilität der Schneedecke in der Lawinenablösungszone entspricht.

Am Hochgebirgsgeophysikalischen Institut wurde ein Verfahren zur Beurteilung der Stabilität der Schneedecke entwickelt, das Informationen über das langsame Gleiten des Schnees nutzt, die ein spezieller Sensor liefert.

Mustererkennungsmethoden

Das Wesen des Mustererkennungsverfahrens ist wie folgt. Ein Bild ist eine Beschreibung eines beliebigen Elements als Repräsentant der entsprechenden Klasse von Bildern, die wiederum als eine bestimmte Kategorie definiert ist, die eine Reihe von Eigenschaften aufweist, die allen ihren Elementen gemeinsam sind. In Bezug auf Lawinen ist das Bild als eine Menge von Werten einer endlichen Anzahl zu verstehen N Parameter, die die schneemeteorologische Situation charakterisieren. IN N— im dimensionalen Raum wird das Bild durch den Vektor x=( X 1 , X 2 ,…, x n), Wo x ich– Parameterwerte. Offensichtlich werden zum Zwecke der Vorhersage der Lawinengefahr zwei Klassen von Bildern unterschieden: die Klasse der Lawinen- und Nicht-Lawinen-Situationen. Um den unbekannten Vektor x zu identifizieren, ist es außerdem notwendig, ihn mit einem Standard der entsprechenden Klasse zu vergleichen.

Die Gruppe der Mustererkennung umfasst mehrere Methoden, die den Apparat der mathematischen Statistik verwenden.

Synoptische (Standard-) Methode

Methoden zur Hintergrundvorhersage der Lawinengefahr nach der synoptischen Methode basieren auf dem Vergleich statistischer Informationen über Lawinen mit synoptischen Situationen und damit verbundenen Wetterbedingungen. Zyklonale Prozesse, Eindringen von Luftmassen verursachen Niederschlag, Änderungen der Windrichtung und -geschwindigkeit, Lufttemperatur - die Hauptfaktoren der Lawinenbildung. Abhängig von der Bewegungsrichtung, der Tiefe des Zyklons und der Dauer seiner Wirkung unterscheidet sich die Art des Einflusses auf verschiedene Bereiche des Untersuchungsgebiets - die Höhe des Geländes, die Exposition und Steilheit der Hänge, die Ausrichtung und Weite der Bergtäler sorgen für eine vielfältige Reaktion der Schneedecke. Gleichzeitig trägt die Wirkung bestimmter Prozesse nicht zur Lawinenbildung bei und führt zu einer Stabilisierung der Schneedecke an den Hängen.

Die Typisierung atmosphärischer Prozesse zur Vorhersage der Lawinengefahr erfolgt am häufigsten in Richtung ihrer Bewegung (Abb. 10 - Typisierung von Zyklonen, die zum Ausbruch von Lawinen in den zentralen Regionen des Magadan-Gebiets führen, entlang der Bewegungsbahnen). Bei der Einordnung atmosphärischer Prozesse ist sie gegeben komplexe Eigenschaft meteorologische Phänomene in der Zeit ihres Einflusses.

Die tägliche Analyse der synoptischen Situation, um verschiedene Arten von atmosphärischen Prozessen zu erkennen und zu identifizieren, ermöglicht es, eine kleinräumige Hintergrundprognose der Lawinengefahr mit einer erheblichen Vorlaufzeit (24 Stunden oder mehr) zu erstellen.

Die Teilnahme an der Erstellung der Vorhersage durch einen Experten, der über aktuelle Lawineninformationen verfügt und die bisherige Situation kennt, ermöglicht es, die Vorhersage zu verfeinern (Angabe möglicher Abstiegsorte) und für die regionale Hintergrundvorhersage zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Die Genauigkeit von Prognosen, die mit der synoptischen Methode erstellt wurden, erreicht 65-70% . Bei der Vorhersage für die Zeit der Lawinengefahr steigt sie auf 80-90%. Die Qualität der Vorhersage wird dadurch beeinträchtigt, dass solche Verfahren neben Fehlern bei der Erkennung einer Lawinensituation im Zusammenhang mit der Bestimmung des Schneezustands auch Fehler in der aerosynoptischen Information selbst enthalten.

Prognosemethoden auf Basis der synoptischen Methode stehen für das Khibiny-Gebirge, die zentralen Regionen der Magadan-Region, die Elbrus-Region und die Tschukotka-Halbinsel zur Verfügung. Die synoptischen Bedingungen für das Auftreten von Lawinengefahr für die Grenzregionen Russlands wurden ermittelt.

Die Berücksichtigung von Makroprozessen, Zyklonaktivität, synoptischen Situationen sowie meteorologischen Bedingungen des Massenabstiegs besonders großer (niedriger Häufigkeit) Lawinen in verschiedenen Bergregionen des Landes ermöglichte es, die Muster zu verallgemeinern und die Ähnlichkeit der Bedingungen für die Entstehung aufzudecken von besonders großen Lawinen in verschiedenen klimatischen und geografischen Regionen des Landes:

- In Gebieten mit hoher Zyklonaktivität (Khibiny, Byrranga, Sikhote-Alin, Sachalin, Kamtschatka) ist die Massenansammlung mit der Intensität der Zyklonaktivität verbunden, die durch die Anzahl der Tage mit tiefen Zyklonen gekennzeichnet ist.

- In Gebieten mit durchschnittlicher Zyklonaktivität (Kaukasus) wird sowohl im Winter mit einer Zunahme der Tage mit Zyklonaktivität als auch im Winter mit einer Anzahl tiefer Zyklone über der Norm eine Massenansammlung beobachtet.

- In den Binnenregionen ist die Massenansammlung einfach mit einer Zunahme der Tage mit Zyklonaktivität während der Kälteperiode verbunden.

Gleichzeitig sind Massenansammlungen in Gebieten mit hoher und niedriger Zyklonaktivität mit gewöhnlichen synoptischen Situationen verbunden, und in Gebieten mit durchschnittlicher Zyklonaktivität sind synoptische Bedingungen durch eine anormale Entwicklung und Dauer gekennzeichnet.

Eine Analyse des Schneegehalts zeigte, dass solche Ereignisse in Wintern mit einer Schneehöhenbedeckung von weniger als 10 % auftreten.

Grafische Methode

Eine Reihe von Beobachtungen schneemeteorologischer Eigenschaften ergibt im Weltraum eine bestimmte Anzahl von Punkten, die einem bestimmten Bild entsprechen. Bei der Verwendung von zwei Zeichen wird der Bildraum visuell auf einer Ebene dargestellt. Bei der Betrachtung von mehr als 2 Merkmalen werden Projektionen von Punkten auf eine Ebene verwendet. Es wird eine Kurve konstruiert, die Fälle mit und ohne Lawinen trennt. Die grafische Regression kann angewendet werden, ohne die mathematische Form der Beziehung zwischen Variablen anzugeben. Die Bilderkennung reduziert sich auf die Bestimmung der Position des der aktuellen Lawinensituation entsprechenden Punktes auf dem Prognosegraphen relativ zur Kurve. In diesem Fall ist ein probabilistischer Ansatz zulässig, bei dem ein Wahrscheinlichkeitsfeld im Bildraum festgelegt wird (Abb. 11 - Isolinien der Lawinenwahrscheinlichkeiten in einem Flugzeug: Die Gesamtniederschlagsmenge für einen Schneefall - Tage mit Kälte und warmes Wetter) . Die Linie, die die Grundstücksflächen mit und ohne Lawinen begrenzt, wird als Isolinie mit null Lawinenwahrscheinlichkeit interpretiert. Beim Zeichnen von Isolinien für verschiedene Lawinenhäufigkeiten wird die Wahrscheinlichkeit einer Lawinenbildung bestimmt.

Punkte können um einige Verteilungszentren gruppiert werden, in deren Nähe die Lage aller anderen Punkte im Raum berücksichtigt wird. Somit können mehrere Klassen von Situationen unterschieden werden. Die Identifizierung (Bestimmung des Ähnlichkeitsgrads) kann durch den Abstand zwischen Punkten, den Winkel zwischen Vektoren, die Aufnahme eines Bildes innerhalb des Bereichs erfolgen.

Am häufigsten werden meteorologische Eigenschaften in der grafischen Lösung verwendet, d.h. die aktuellen Wetterbedingungen werden bewertet und der Zeitpunkt des Erreichens kritischer Werte bestimmt (Abb. 12 - die Beziehung der Lawinenbildung mit der durchschnittlichen Niederschlagsintensität während des Schneefalls (i) und der Lufttemperatur. Westlicher Tien Shan. 1, 2, 3 - Daten von verschiedenen SLS) .

In einer Reihe von Vorhersagemethoden werden spezielle Beobachtungsdaten verwendet, die die Schneedecke und die Belastungen am Hang direkt beschreiben - die Intensität des Schneesturmtransports, die Dichte des frisch gefallenen Schnees. Die Grafik kann die Bedingungen von Lawinen verschiedener genetischer Typen widerspiegeln.

Das Vorhandensein langer Beobachtungsreihen ermöglicht es, graphische Abhängigkeiten zur Abschätzung des Volumens der erwarteten Lawinen zu erhalten (Abb. 13 - Beziehung zwischen dem Volumen der Lawinen (Anzahl an Punkten) und der Lufttemperatur und der Niederschlagsintensität im Einzugsgebiet des Flusses Dukant) .

Grafische Links für die Vorhersage von Lawinen, die durch Schneestürme in Khibiny verursacht wurden , Lawinen bei Schneefall (bestimmte Gebiete der Region Magadan, Einzugsgebiet des Flusses Tom), Nasslawinen (Einzugsgebiet des Flusses Tom), Trockenlawinen bei Schneefall und Schneesturm (Einzugsgebiet des Flusses Angarakan).

Es wird darauf hingewiesen, dass die grafische Methode bessere Ergebnisse liefern kann als numerische Berechnungen an derselben Probe. Eine Freihandlinie trennt Lawinen- und Nichtlawinensituationen genauer als eine lineare Funktion. Die Genauigkeit der Vorhersagen und der Warnung vor dem Phänomen unter Verwendung der grafischen Methode nach den Daten der Produktionstests kann 90% übersteigen.

Grafische empirische Abhängigkeiten wurden auch für Fälle von Langzeitentwicklung von Lawinenbildungsprozessen erhalten. Regelmäßige Beobachtungen in den Gruben machen es möglich.Die Geradenschar wird auf der Grundlage der Ergebnisse der Untersuchung der Stratigraphie und Struktur der Schneemasse mit schichtweiser Bestimmung des mittleren Kristalldurchmessers und der Schneedichte gebildet, die indirekt die Schneemassen charakterisieren mechanische Festigkeit. Es ist in fünf Strukturdichtezonen unterteilt, die durch ein Intervall kritischer Dicken von Schneebrettern gekennzeichnet sind, die Lawinen unterschiedlicher Größe bilden. Dieser Ansatz wird für präventive Lawinen verwendet, um den Zeitpunkt des effektivsten Aufpralls auf die Schneedecke zu berechnen.

Regressionsanalyse

Bei der Vorhersage des Lawinenzeitpunkts mit Hilfe von Regressionsgleichungen wird davon ausgegangen, dass die aktuellen Bedingungen oder die Richtung ihrer Änderung noch einige Zeit bestehen bleiben. Periodische Aktualisierungen ermöglichen es Ihnen, Anpassungen an der Prognose vorzunehmen. Für den Kaukasischen Hauptkamm wurden empirische Formeln für verschiedene genetische Lawinentypen ermittelt.

Die Methode der multiplen linearen Regression wird auch verwendet, um die mögliche Anzahl von Lawinen in einem Gebiet mit Lawinenvorhersage zu berechnen, die Anzahl der Lawinen zu bestimmen, die die Straße blockieren (d. h. eine Abschätzung der Auslöseentfernung), und um die maximale Menge abzuschätzen von Lawinen.

Testmethoden zur Vorhersage des Lawinenzeitpunkts auf unabhängigem Material zeigten die Möglichkeit, sie in der betrieblichen Praxis einzusetzen. Die durchschnittliche Genauigkeit der Prognosen liegt bei 80-87 %.

Diskriminanzanalyse

Die Hintergrundvorhersage von Lawinen kann als Klassifikationsproblem bei multivariaten Beobachtungen betrachtet werden. Bei der Trennung von Situationen in Lawinen- und Nicht-Lawinensituationen wird ein Erkennungsverfahren verwendet, das auf dem linearen Diskriminanzfunktionsalgorithmus basiert. Im Zuge der Vorhersage wird die Zugehörigkeit des vorliegenden Bildes zu einer von zwei Gruppen bestimmt. Die entscheidende Vorhersageregel ist der Vergleich der Diskriminanzfunktion D mit dem Schwellwert R: Für Di R werden Lawinen erwartet, für D

Das Verfahren ist geeignet, um eine alternative Vorhersage der Lawinengefahr zu erstellen. Daher ist die Verwendung linearer Diskriminanzfunktionen zur Vorhersage der Lawinengefahr in der betrieblichen Praxis in der UdSSR weit verbreitet.

Am häufigsten wird die lineare Diskriminanzanalyse verwendet, um Situationen bei Schneefällen und Schneestürmen in Lawinen- und Nicht-Lawinensituationen zu trennen. Als Prädiktoren werden die aktuellen Werte von Schnee und meteorologischen Eigenschaften verwendet.

Mit der Diskriminanzanalyse lassen sich synoptische Prozesse untersuchen und deren Einfluss auf die Lawinengefahr weiter Berggebiete bestimmen. Anhand von statistischem Material werden die Arten von synoptischen Prozessen ermittelt, die Lawinenabgänge in einem bestimmten Gebiet verursachen (beschrieben im Abschnitt "synoptische Methode"). Beim Abwarten (Prognostizieren) der Entwicklung eines gefährlichen Prozesses unter Verwendung einer linearen Diskriminanzfunktion wird die Situation als Lawine oder Nicht-Lawine identifiziert. Als Prädiktoren für die Vorhersage werden die thermohygrometrischen Eigenschaften von Luftmassen verwendet. Die Vorhersage der Lawinengefahr erfolgt gemäß den Gleichungen, die für jede Art von synoptischen Situationen erhalten wurden.

In letzter Zeit gab es Entwicklungen zur Lawinenvorhersage unter Verwendung der Diskriminanzanalyse für die großräumige Hintergrund-Lawinenvorhersage.

Die Vorlaufzeit von Prognosen auf Basis von Verfahren der Diskriminanzanalyse ist in den meisten Fällen null. Die Verwendung vorhergesagter Werte meteorologischer Elemente in Berechnungen erhöht die Vorlaufzeit der Vorhersage und verringert gleichzeitig ihre Begründung - zusätzlich zum Fehler der Methode wird der Fehler der meteorologischen Vorhersage hinzugefügt. Die Analyse der veröffentlichten Materialien hat gezeigt, dass die maximale Vorlaufzeit von Vorhersagen, die die Auswirkungen von Schnee und meteorologischen Faktoren bewerten, 6 Stunden erreicht. Prognosemethoden, die synoptische Informationen verwenden, haben eine lange Vorlaufzeit - bis zu 12-20 Stunden.

Die Genauigkeit von Lawinengefahrenprognosen basierend auf der Diskriminanzanalyse beträgt 65-85%. Der Warngrad des Phänomens beträgt 80-100%. Es wird auf die Unmöglichkeit einer signifikanten Erhöhung ihrer Rechtfertigung hingewiesen.

Es wurden Methoden entwickelt, die auf der linearen Diskriminanzanalyse basieren: zur Vorhersage von Schneesturmlawinen in Khibiny, Schneefalllawinen für mehrere Abschnitte der Tenkinskaya-Autobahn (Region Magadan), frisch gefallener Schneelawinen und Schneesturmschneelawinen für die Becken von Kunerma, Goudzhekit und Angarakan Flüsse (Baikal- und Severo-Muya-Gebirge), Nassschneelawinen für das Gebiet des SLS-Passes. Die Methode der Diskriminanzanalyse wird nicht zur Vorhersage von Langzeitlawinen verwendet, deren Einsturz nicht mit den aktuellen meteorologischen und synoptischen Bedingungen zusammenhängt. Zuverlässige statistische Abschätzungen des Einflusses von Faktoren zu erhalten, wird in der Regel durch eine begrenzte Anzahl von Daten über die Abgänge solcher Lawinen erschwert.

Nearest-Neighbor-Methode

Das Vorhandensein einer Datenbank, die Informationen über Lawinen und die Werte von Schnee und meteorologischen Eigenschaften enthält, ermöglicht es, die Möglichkeit zu nutzen, in der Vergangenheit nach Situationen zu suchen, die der aktuellen zum Zwecke der Vorhersage ähnlich sind.

Die theoretische Entwicklung der Methode erfolgte Anfang der 70er Jahre in der UdSSR. Die Datenbank enthält akkumulierte Arrays „Meteo“ (Klassifikator für Wettertypen und meteorologische Daten für jeden Tag der Lawinenperiode), „Avalanche“ (Pässe von Lawinen) und feste Daten im Array „Slope“ (Parameter von Lawinenquellen). Neu eintreffende Lawinen- und Wetterdaten werden mit Aufzeichnungen in der Datenbank abgeglichen – es werden die Wetterbedingungen vor dem Ereignis für beliebig viele Tage vor der Lawine untersucht, was einen gewissen Vorlauf für die Vorhersage liefern kann. Nächste Nachbarn (Nearest Neighbors - ein im Ausland übernommener Begriff) - Tage mit ähnlichen Wetterbedingungen, Schneeverhältnissen und Lawinen oder ohne Lawinen. Eine automatische Klassifizierung von Wettertypen und Erkennung von Lawinensituationen erfolgt anhand der Werte der wichtigsten lawinenbildenden Faktoren für unterschiedliche Quellen. Ein Hinweis auf einen möglichen Lawinenabgang aus einer separaten Lawinenquelle ist das Absinken der Werte über die kritische Schwelle, die für jeden Parameter durch seinen Variationskoeffizienten bestimmt wird. Neben dem Zeitpunkt des Abstiegs wurde angenommen, dass mit der Anhäufung von Regimeinformationen andere Eigenschaften von Lawinen vorhergesagt werden - die Gleitoberfläche, die Art des Schnees, die Art des Pfads, die Höhe der Lawinenablösung.

Die Nearest-Neighbour-Methode erfordert erhebliche Rechenressourcen und wurde daher in der UdSSR nicht verwendet, wird jedoch weithin verwendet, um Lawinengefahr im Ausland vorherzusagen (Abb. 14 ist ein Beispiel für die Suche in einer Datenbank nach Tagen mit ähnlichen meteorologischen Eigenschaften). Das Hauptanwendungsgebiet ist die Hintergrundprognose. Gleichzeitig wurden Prognosemethoden nicht für bestimmte Schwerpunkte, sondern für Gebiete erstellt. Nachteil des Verfahrens ist die Unmöglichkeit, den Grad der Lawinengefahr zu bestimmen, wie es bei Lawinendiensten im Ausland üblich ist. Anzahl und Grösse der Lawinen können nicht abgeschätzt werden. Das Verfahren deckt nicht alle Ursachen ab, die zur Lawinenbildung führen, und ist nur auf die Vorhersage von Lawinen bestimmter genetischer Typen anwendbar, beispielsweise Lawinen aus Neuschnee.

Punkte System

Zur Vorhersage der Lawinengefahr wird der Einfluss bestimmter Faktoren und deren Kombination auf die Lawinenwahrscheinlichkeit betrachtet. Die Analyse kann auf eine der folgenden Arten durchgeführt werden:

Jedem Faktor wird das Vorzeichen „+“, „-“ oder „0“ zugeordnet, je nachdem, in welcher Richtung er die Lawinenbildung zu einem bestimmten Zeitpunkt beeinflusst. Das Übermaß an negativen Zeichen deutet auf fehlende oder geringe Lawinengefahr hin, das Überwiegen positiver Zeichen auf das Vorhandensein von Lawinengefahr, je größer, desto größer ihr Überwiegen. Diese Technik, die das spezifische Gewicht jedes Faktors bei der Entstehung von Lawinen nicht berücksichtigt, wird für die Vorhersage empfohlen, wenn keine ausreichenden Reihen von Schneelawinenbeobachtungen vorliegen.

1. Es wird eine Quantisierung der Prädiktoren durchgeführt - jedem Faktor wird eine bestimmte Anzahl von Punkten entsprechend dem Grad der von ihm verursachten Gefahr zugewiesen. In diesem Fall können 2 Optionen angewendet werden:

1) Prädiktorwerte werden in gleiche Intervalle quantisiert und jedem Intervall wird eine zunehmende Anzahl von Punkten mit einem konstanten Schritt zugewiesen;

2) uneinheitliche Quantisierung - uneinheitliche Partitionierung von Prädiktorwerten in Intervalle oder uneinheitliche Bewertung von Intervallen.

Eine solche Quantisierung wird von Spezialisten aufgrund eigener Erfahrung durchgeführt und ist in ihrer Qualität stark von deren Qualifikation abhängig.

Das Ergebnis der Punktsumme kann mit einem Schwellenwert verglichen werden, der Situationen in Lawinen- und Nichtlawinensituationen (Alternativvorhersage) oder mehrere unterteilt - der Grad der Lawinengefahr wird bestimmt.

Die korrekte Bestimmung von Punkten ermöglicht Ihnen eine Vorhersage (Hintergrund und lokal) mit der gleichen Genauigkeit wie die Verwendung von Gleichungen.

Das Punktesystem kann bei der Beurteilung der räumlichen Verteilung des Grades der Lawinengefahr hilfreich sein. Ein solcher Ansatz (Lawiprogmodel) unter Verwendung von GIS-Technologien wird für die Erstellung des Schweizerischen Lawinenbulletins vorgeschlagen. Die Overlay-Funktion ist die Überlagerung mehrerer Schichten übereinander, die es ermöglicht, zusammenfassende Abschätzungen der Lawinengefahr für verschiedene Teile der Erdoberfläche zu erhalten. Der Grad der Lawinengefahr des Standorts wird durch das Produkt der den einwirkenden Faktoren zugeordneten Punkte abgeschätzt. Dazu gehören: Schneedeckenstabilität bestimmt durch Testergebnisse (Rutschblock) - von 2 bis 10 Punkten, Berghangexposition, absolute Höhe des Geländes und Hangsteilheit - jeweils von 1 bis 5 Punkten. Die Gewichte der ersten beiden Faktoren ändern sich je nach schneemeteorologischer Situation, die Werte zur Bewertung des Einflusses anderer Faktoren bei dieser Methode bleiben unverändert (Abb. 15 - Gewichtungsfaktoren Hangsteilheit und Höhenlage).

Die Gefahrengrade nach der europäischen Lawinengefahrenskala entsprechen bestimmten Werten der Punkteprodukte:

5 – 1250, 4 — 1000, 3 -750, 2 — 500, 1 – 250

Das Simulationsergebnis ist eine generierte Lawinengefahrenkarte.

Die Gewichtung der Faktoren des Lawiprog-Modells wird von Experten festgelegt, aber, wie die Autoren anmerken, ist eine weitere Überprüfung der Produktion erforderlich, um die Werte zu klären.

Expertensysteme

Bei Vorliegen einer Vielzahl von Methoden verbleibt die endgültige Festlegung des Wortlauts der Lawinengefahrenprognose beim Fachmann. Bildung, Erfahrung, Intuition, die Fähigkeit, Faktoren zu bewerten, die von prädiktiven Technologien nicht berücksichtigt werden, um den aktuell führenden zu identifizieren, ermöglichen es einem Experten, schnelle und richtige Entscheidungen zu treffen. Die in der Praxis der Lawinengefahrenprognose im letzten Jahrzehnt weit verbreiteten automatisierten Expertensysteme basieren auf der Modellierung des Prozesses der Entscheidungsfindung durch einen Experten.

Die Arbeit von Expertensystemen wird gemäß den von Spezialisten formulierten Regeln durchgeführt, wobei ein Bewertungssystem zur Bewertung des Einflusses von Faktoren verwendet wird. Expertensysteme werden oft in Kombination mit anderen Methoden verwendet (es werden statistische und deterministische Modelle verwendet). Der parallele und sequentielle Einsatz verschiedener Methoden ermöglicht optimale Ergebnisse der Lawinengefahrenprognose.

Allerdings ist der Experte nicht immer in der Lage, sein Handeln mit klaren Regeln zu erklären. In diesem Fall wird vorgeschlagen, künstliche neuronale Netze zu verwenden, die die Arbeit des menschlichen Gehirns nachahmen (menschliches assoziatives Gedächtnis). Beispielsweise wird eine selbstorganisierende Kohonen-Feature-Map (SOM) mit einem unüberwachten Lernalgorithmus verwendet, bei dem Neuronen miteinander um das Recht konkurrieren, am besten zum Eingangssignalvektor zu passen und das Neuron zu gewinnen, dessen Gewichtsvektor dem Eingang am nächsten liegt Signalvektor . Die Gewichte des gewinnenden Neurons und seiner Nachbarn werden unter Berücksichtigung des Eingabevektors angepasst, d. h. die Zuordnung von Punkten zu den Faktoren der Lawinenbildung wird vom Computer durchgeführt und ihr Wert wird korrigiert, wenn neue Informationen eintreffen.

Der neuronale Netzwerkansatz ist besonders effektiv bei Peer-Review-Aufgaben, da er die Fähigkeit des Computers, Zahlen zu verarbeiten, mit der Fähigkeit des Gehirns, zu verallgemeinern und zu erkennen, kombiniert.

Das Funktionsdiagramm des Expertensystems besteht aus folgenden Blöcken:

1. Wissensbasis, einschließlich Daten und formulierter Regeln;
2. einen Block zum Ersetzen tatsächlicher Daten in Regeln und Erhalten einer Maschinenausgabe mit dem erforderlichen Ergebnis;
3. Block der Ergebnisinterpretation;
4. ein Konversationsmanager, der die Ergebnisse sendet oder präsentiert;
5. eine Datenerfassungseinheit, die erfolgreiche Ergebnisse in das System integriert, um seine weitere Arbeit zu verbessern.

Derzeit wurden mehrere Expertensysteme erstellt und in der Praxis angewendet oder befinden sich in Produktionstests in verschiedenen Bergregionen, und mehrere Expertensysteme werden verbessert.

Lawine

Der erste Versuch, die Erfahrung eines Experten in der Lawinenvorhersage zu formalisieren, wurde für Lawinen im Zusammenhang mit Schneefällen im Elbrus-Gebiet durchgeführt. Bei der Befragung eines Spezialisten mit langjähriger Erfahrung auf dem Studiengebiet unter Verwendung der Methodik der "diagnostischen Spiele" wurden Zeichen identifiziert (die endgültige Zahl war 6), die der Spezialist bei der Erstellung einer Prognose verwendete, deren Abstufung und Regeln bestimmt (die Reihenfolge der Bewertung, die kritische Bedeutung von Faktoren in bestimmten Situationen und das Ausmaß ihres Einflusses), was es ermöglichte, ein formales Prognoseschema zu erstellen. Im Zuge der Vorhersage wurden das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Lawinengefahr, die Abgangsorte und die Größe von Lawinen ermittelt. Die Berechtigung der Technik auf unabhängigem Material lag bei Schneefällen unterschiedlicher Intensität zwischen 55 und 93%.

Am Beispiel der am Schweizerischen Institut für Schneelawinenforschung erstellten DAVOS- und MODUL-Modelle wird der Mechanismus der Erstellung und Funktionsweise eines modernen Expertenvorhersagesystems deutlich.

Beide Modelle verwenden die generische induktive Entscheidungsfindungssoftware COGENSYS™.

In der Anfangsphase "trainiert" der Experte das Programm, indem er Beispiele vorstellt und die dadurch verursachten Situationen interpretiert. Basierend auf der Beobachtung der Entscheidung des Mentors berechnet das Programm einen booleschen Wert für jeden Eingabeparameter. Der logische Wert ist in diesem Fall ein Maß für den Einfluss des Parameters auf die Qualität des Modells, berechnet unter Berücksichtigung, wie viele Situationen ununterscheidbar wären, wenn der Parameter von der Betrachtung ausgeschlossen würde. Je nach Grad der Beeinflussung wird den Parametern ein Wert von 1 bis 100 zugeordnet. Dieser Wert wird durch den Erhalt neuer Informationen laufend verändert. Bei einer neuen (unbeschriebenen) Situation durchsucht das Programm die Datenbank nach ähnlichen Situationen.

Jeder Datensatz, der der aktuellen Schnee- und Wetterlage entspricht, wird durch die von ihm verursachte Lawinengefahr bestimmt. Als Ergebnis erstellt das Programm ein Urteil über den Grad der Lawinengefahr nach der europäischen Lawinengefahrenskala.

Zusätzlich wird das Signifikanzniveau der Prognose bestimmt – ein Indikator für das Vertrauen des Programms in die Richtigkeit des Ergebnisses.

Der Unterschied zwischen den Modellen besteht darin, dass DAVOS nur Messwerte (bis zu 13 Parameter) verwendet, während MODUL 30 Parameter schätzt, die vom Programm sequentiell (Schritt für Schritt) in 11 Teilaufgaben berechnet werden. Dazu gehört die Interpretation des Rutschblock-Tests.

Bei den neuesten Modifikationen des DAVOS-Modells überstieg die Genauigkeit der Vorhersagen und der Warnung vor Ereignissen 60 %. Die Rechtfertigung des MODUL-Modells erreichte 75 %.

Die Datenbank des Experten-Vorhersagesystems NivoLog enthält numerische Informationen zu Wetter, Schneebedeckung, Hangtopografie, geografischen Besonderheiten und beobachteten Lawinen. Diese Informationen sind nach dem relationalen Datenmodell strukturiert. Neben numerischen Informationen kann NivoLog Bilder wie Karten, Fotos oder Orthofotos verarbeiten. Die Kombination aus Expertensystem und Nächster-Nachbar-Methode ermöglicht es, den Stabilitätsindex der Schneedecke zu bewerten und die entsprechende Lawinengefahr zu bestimmen.

Große Bekanntheit erlangte das von französischen Spezialisten entwickelte Modellpaket SAFRAN-CROCUS-MEPRA. In das Paket werden nur die Daten der täglichen meteorologischen Beobachtungen eingetragen. In diesem Fall ist die Hauptannahme die räumliche Homogenität des Datenarrays, die den Arbeitsmaßstab des Pakets bestimmt.

Die Ausgabe des 1. Blocks von SAFRAN, arbeitend nach der Nearest-Neighbor-Methode (als Faktoren werden thermo-hygrometrische Eigenschaften von Luftmassen verwendet), ist ein Modell der Felder der wichtigsten meteorologischen Eigenschaften (deren Oberflächenwerte), Bewölkung, Sonneneinstrahlung und durchschnittliche Dicke der Schneedecke in verschiedenen Höhen und Hängen unterschiedliche Expositionen in einem Zeitschritt von einer Stunde. Das Modell arbeitet im Analysemodus oder im Prognosemodus (Bereich 1 und 2 Tage).

Die SAFRAN-Ergebnisse werden dann vom deterministischen CROCUS-Evolutionsmodell verwendet, um die Struktur der Schneedecke zu berechnen. Im dritten Schritt diagnostiziert das MEPRA-Expertensystem die Stabilität der Schneemasse in verschiedenen Höhenlagen und Hängen unterschiedlicher Exposition unter Berücksichtigung ihres internen Zustands, der im CROCUS-Block modelliert wird. Abschließendes Ergebnis des Modells ist die Vorhersage der Lawinengefahr für einzelne (bis zu 400 km 2 große) Gebirgszüge mit einer Vorlaufzeit von bis zu 2 Tagen.

Langzeitprognose der Lawinengefahr

Mit der Erstellung numerischer Modelle des Klimawandels ergab sich die Möglichkeit, eine langfristige Prognose zu entwickeln. Das Problem wird gelöst, indem von den vom Modell vorhergesagten Klimaeigenschaften auf die lawinenanzeigenden umgeschaltet wird. Grundlage sind die etablierten analytischen Zusammenhänge zwischen klimatischen Eigenschaften (Lufttemperatur, Niederschlag), die vom Modell berechnet werden, und Lawinenindikatoren (Schneedeckendicke, Dauer ihres Auftretens, Menge fester Niederschläge, Anzahl der Tage mit starken Schneefällen und mit Tauwetter). Darüber hinaus wird anhand bestimmter Abhängigkeiten eine Änderung der Grenzen von Lawinengefährdungsgebieten aufgedeckt, die Dauer der Lawinengefährdungsperiode und die Anzahl der Lawinengefährdungssituationen berechnet - es wird eine Schlussfolgerung über die Lawinenaktivität des Gebiets gezogen die Zukunft.

Dieser Ansatz wurde in der Arbeit verwendet, in der das globale Zirkulationsmodell des Klimawandels GFDL verwendet wurde.

Eine andere Methode zur langfristigen Vorhersage der Lawinenaktivität besteht darin, räumlich oder zeitlich eine Situation zu finden, die der vorhergesagten Klimaänderung entspricht. Dabei werden die Daten einer analogen Situation als lawinenanzeigende Kenngrößen genommen und anhand der ermittelten Zusammenhänge die Parameter der Lawinenaktivität des Untersuchungsgebiets für den prognostizierten Zeitraum berechnet.

Abschluss

Die Kombination numerischer Methoden unter Berücksichtigung der Erfahrung von Spezialisten in der praktischen Tätigkeit der Lawinenabteilungen des Staatlichen Komitees für Hydrometeorologie ermöglichte es, Lawinenvorhersagen mit einer Genauigkeit von mindestens 90-95% zu erstellen. Gleichzeitig wurden Extremsituationen (Massenlawinen, Lawinen im Wirkungsbereich der Bevölkerung, direkte Bedrohung von Objekten) auf Basis intuitiven Denkens mit nahezu 100%iger Berechtigung vorhergesagt. Es gab jedoch validierte und validierte Techniken für Lawinenvorhersagen nur für bestimmte genetische Typen.

Die fortschreitende Entwicklung von Expertensystemen, die es ermöglichen, die Entwicklung von Lawinen durch verschiedene Faktoren vorherzusagen, verbessert die Qualität von Lawinenvorhersagen noch nicht. Auch deterministische Modelle brachten keinen signifikanten Gewinn in der Qualität der Vorhersage, deren Anwendung durch die Unmöglichkeit, Daten aus den Lawinenursprungszonen zu erhalten, eingeschränkt war. Erst in den letzten Jahren sind Modelle zur Entwicklung der Schneebedeckung an Berghängen in die Praxis übergegangen.

Oft ist es nicht möglich, die Vorteile einer Methode gegenüber einer anderen zu bewerten, da eine parallele Prüfung mehrerer Methoden auf demselben Ausgangsmaterial nicht durchgeführt wird.

Die Verbesserung der Vorhersagequalität kann durch die Einführung von GIS-Technologien erleichtert werden, die bereits aktiv zur Berechnung der dynamischen Eigenschaften von Lawinen und zur Bewertung der Lawinengefahr des Reliefs eingesetzt werden. Die Funktionalität moderner GIS ermöglicht es Ihnen, kontinuierlich Daten zu sammeln, verschiedene Berechnungen durchzuführen und ihre Ergebnisse räumlich zu referenzieren. Die wichtigste Anwendungsaufgabe des entwickelten GIS ist die Vorhersage des Lawinenzeitpunktes.

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Der Hauptzweck der Entwicklung eines Lawinenklassifizierungsschemas besteht darin, einheitliche beschreibende Begriffe zu etablieren, die beim Austausch von Informationen über Naturkatastrophen, Sicherheits- und Kontrollmaßnahmen verwendet werden können. Ein weiterer Zweck besteht darin, Lawinenereignisse für statistische Analysen zu gruppieren, um beispielsweise die Beziehung zwischen Lawinen und den Faktoren, die sie verursachen, zu identifizieren - Gelände, Wetterbedingungen, Eigenschaften der Schneedecke. Auch sind Entscheidungen zur Planung und Umsetzung von Schutzmaßnahmen zu erarbeiten.

Derzeit werden internationale morphologische und genetische Klassifikationen verwendet, um die Eigenschaften von Lawinen zu beschreiben und zu systematisieren und die Lawinengefahr vorherzusagen.

Die International Morphological Classification of Avalanches erlaubt die Übermittlung von Informationen über Lawinen in codierter Form, wobei die Symbole für die Kriterien in Form von: Großbuchstaben (A, B, C, D, E, F, G, H), und die Symbole für Merkmale - in Form von Zahlen. Zusätzlich zu den Ziffern (1-5) wird vorgeschlagen, Zahlen zu verwenden: 0 – wenn keine Informationen über das Merkmal vorhanden sind, 7 oder 8 – für gemischte Merkmale und 9 – um auf einen besonderen Hinweis hinzuweisen. Beispielsweise zeigt der Code AZ B2 C1 D9 E1 F4 G1 H4 an, dass die Lawine aus einer weichen Schneeplatte infolge eines Bruchs der Neuschneedecke entstanden ist, eine Lawine aus trockenem Schnee sich entlang der Gerinne bewegte und eine Luftwelle bildete (9 verweist auf eine spezielle Bemerkung, die die Eigenschaften der Bewegungsbahnlawine verdeutlicht), Lawinenablagerungen sind feinklumpig, trocken, verästelt.

Genetische Klassifizierung

Die genetische Klassifizierung setzt Lawinenphänomene in Beziehung zu den Bedingungen ihrer Entstehung, zum Beispiel der Hangform, dem Wetter und den Eigenschaften der Schneedecke. Es wurden mehrere genetische Klassifikationen vorgeschlagen, aber alle sind unbefriedigend, da der Prozess der Lawinenbildung so komplex ist, dass es nicht möglich ist, die Entstehungsursache einem oder zwei Faktoren zuzuordnen.

Größenklassifizierung

Lawinen können nach ihrer Größe (Masse oder Volumen des bewegten Schnees) oder ihrer Zerstörungskraft eingeteilt werden. Das Folgende ist ein bedingtes Klassifizierungsschema - fünf Abstufungen der zerstörerischen Wirkung von Lawinen (dieses Schema ist im westlichen Teil Kanadas weit verbreitet):

1) eine kleine Menge Schnee, die einer Person keinen Schaden zufügen kann;

2) kann einer Person schaden;

3) kann Gebäude und Autos beschädigen, mehrere Bäume brechen;

4) kann große Fahrzeuge, Wälder auf einer Fläche von bis zu 4.000 km2 zerstören;

5) ein ungewöhnliches, katastrophales Phänomen - die Zerstörung von Siedlungen und die Zerstörung von Wäldern in einem riesigen Gebiet ist möglich.

Definition von Lawinengefahr

Die Informationen, die für Entscheidungen über die Wahl eines sicheren Standorts für den Bau von Straßen, Gebäuden, Skipisten sowie die Wahl von Methoden zur Bekämpfung von Lawinen verwendet werden, stammen aus der Bestimmung des Ortes und der Größe von Lawinen, der Häufigkeit von Lawinen und die Einschätzung möglicher Schäden. Lawinensammlungen sind an den Merkmalen des Reliefs (Hang, Gerinne, charakteristische Entstehungspunkte), Vegetation, zu erkennen. sowie auf Schnee, der von einer Lawine abgelagert wurde. In den dicht bewaldeten Bergen im Süden von British Columbia und Alberta können Lawinenströme identifiziert werden, indem das Alter und die Art der Bäume an verschiedenen Stellen der Hänge untersucht werden. Auf Luftbildern lassen sich Relief- und Vegetationsmerkmale erkennen, zur Abklärung sind jedoch auch Bodenuntersuchungen notwendig. Die Höhe der Bäume muss genau geschätzt werden, und die mögliche Art der Bewegung von Lawinen sollte berücksichtigt werden. Dabei ist zu beachten, dass nicht nur Lawinen das Wachstum von Bäumen beeinflussen, sondern auch Brände, Muren, Abholzung, Böden, Sonneneinstrahlung und Wind. Die Abschätzung der Abgangshäufigkeit, der Art und Größe von Lawinen ist sehr schwierig; Die zuverlässigste Methode ist die Verwendung von Langzeitdaten. Die Daten zeigen, dass es durchschnittlich alle 12 bis 20 Jahre einen Winter oder mehrere aufeinanderfolgende Winter mit Lawinenkatastrophen gibt. Oft ist der Beobachtungszeitraum nicht lang genug und schließt Winter mit maximalen Schneemengen nicht ein; in diesem Fall sollten historische Daten durch Daten zu Baumalter und Schäden sowie durch die Analyse von Klimadaten unterstützt werden. Der wichtigste Faktor bei der Planung der Platzierung von Bauwerken außerhalb der Reichweite von Lawinen ist die maximale Reichweite der Freisetzung von Lawinenmaterial. In Waldgebieten werden oft sehr große Lawinenablagerungen entschlüsselt, da klare Grenzen zwischen Bäumen unterschiedlichen Alters und verschiedener Arten vorhanden sind. Diese Grenzen lassen sich am besten durch eine vergleichende Analyse alter und neuer Luftbilder aufzeigen. In der Arbeit wird der historische Ansatz zur Methodik zur Beurteilung des Ablagerungsortes, der Häufigkeit und der maximalen Reichweite von Lawinen berücksichtigt.

Alle Besucher der Berge sind verpflichtet, die grundlegenden Zeichen der Lawinengefahr in jedem Berggebiet auszufüllen:

• 1. Altschneehöhe: Altschnee füllt alle Unebenheiten des Bodens, biegt den Busch und bildet eine glatte, ebene Oberfläche, auf der eine Lawine abrutscht. Im Durchschnitt liegt die Größe einer solchen "unterliegenden" Schicht für den Zailiysky Alatau zwischen 30 und 50 cm.Die Hauptregel lautet: Je größer die Höhe des Altschnees ist, desto wahrscheinlicher ist die Lawine.
• 2. Beschaffenheit des Untergrunds. Die bekannte verzögernde Wirkung von dichtem Buschwerk, Bergwäldern, großblockigem Geröll. Kleine Geröllhalden tragen zur Lockerung der unteren Schneeschichten und ihrer Bodenhaftung bei.
• 3. An der Oberfläche von Gletschern werden aber ausserordentlich günstige Bedingungen für den Abriss von Lawinen geschaffen. Wenn die Oberfläche unter der Einwirkung des Windes rau geworden ist, halten Sastrugi Neuschnee auf den Hängen und verringern die Möglichkeit von Lawinen. Nach dem Auftauen erscheint auf dem Altschnee eine dünne Eiskruste, mit der neu gefallener Schnee in der Regel eine sehr schwache Haftung hat.
• 4. Die Höhe des frisch gefallenen Schnees, dh sein Wachstum aufgrund von Schneefall, in Höhe von 25-30 cm in Zailiysky Alatau führt in 100% der Fälle zu Lawinen.
• 5. Blick auf frisch gefallenen Schnee.
• 6. Die Intensität der Schneefälle wird durch die Schneemenge bestimmt, die pro Zeiteinheit fällt. Eine Zunahme von etwa 50 cm Schnee innerhalb von 10-12 Stunden führt zu Lawinen.
• 7. Schneesetzung führt zur Stabilisierung der Schneedecke. Die Geschwindigkeit dieses Prozesses ist bei 0 Grad am größten.
• 8. Wind mit einer Geschwindigkeit von 7 - 8 Metern pro Sekunde ist der Hauptgrund für die Bildung von Lawinen aus Schneebrettern.
• 9. Lufttemperatur. Im Zailiysky Alatau bleibt die Temperatur der Schneedecke während der kalten Jahreszeit stetig negativ, aber im März schmilzt starke Sonneneinstrahlung die oberen Schneeschichten. Schmelzwasser dringt schnell in die Schneemasse ein und erhitzt diese bis zum Schmelzpunkt. Dadurch nimmt die Festigkeit der Schneedecke rapide ab. So wirkt freies Wasser in der Schneedecke als „Schmiermittel“ und begünstigt die Nassschneelawine. Besonders schnell ist die Schneedecke an nebligen oder bewölkten Tagen mit Wasser vollgesogen.

Die Ursache von Lawinen kann auch sein: Tiere, ein lautes Geräusch oder ein Schuss und eine Person.

Im Falle einer Lawine!

1. Wenn Sie von einer Lawine erfasst werden, legen Sie sofort Rucksack, Skier, Stöcke und Eispickel ab, da diese Sie in den Schneestrom ziehen und Sie fesseln.

Eure Aktionen.

• 2. Versuchen Sie mit kräftigen Bewegungen an den Rand der Lawine zu gelangen, versuchen Sie an der Oberfläche zu bleiben oder sich an einem Baum festzuhalten. Busch, Felsvorsprung.
• 3. Wenn es nicht möglich war, aus der Lawine herauszukommen. Bedecken Sie Mund und Nase mit einer Mütze oder einem Schal, um ein Ersticken durch Schneestaub zu vermeiden. Den Körper gruppieren, die Knie zum Bauch ziehen, versuchen, mit Kopfbewegungen Freiraum vor dem Gesicht zu schaffen.
• 4. Bestimmen Sie direkt nach dem Stoppen der Lawine die Richtung nach oben und unten (Speichel aus dem Mund fließt nach unten) und versuchen Sie, selbst aus der Lawine herauszukommen oder drücken Sie Ihre Hand an die Oberfläche, damit Sie früher bemerkt werden.
• 5. Schreien unter dem Schnee ist nutzlos, da sich der Schall unter dem Schnee nur sehr schwach ausbreitet. Geben Sie nur dann Signale, wenn Sie die Schritte der Retter hören.
• 6. Bleiben Sie ruhig. Schlaf bekämpfen. Bewegen Sie sich so viel wie möglich, um warm zu bleiben. Die Hauptsache ist, die Selbstbeherrschung nicht zu verlieren und auf Hilfe zu hoffen.

Wenn Ihr Begleiter in eine Lawine geraten ist!

• 1. Versuchen Sie, den Weg seiner Bewegung in der Lawine zu verfolgen. Wenn keine weitere Lawinengefahr besteht, suchen Sie nach dem Ende der Lawine von der Stelle aus, an der Sie ihn zuletzt gesehen haben, nach einem Kameraden. Das Opfer liegt in der Regel zwischen dem Ort des Verschwindens und dem Ort der leichtesten Ausrüstungsgegenstände.
• 2. Nachdem Sie das Opfer gefunden haben, befreien Sie zuerst seinen Kopf und seine Brust vom Schnee, reinigen Sie die Atemwege und leisten Sie dann erste medizinische Hilfe.
• 3. Wenn es innerhalb einer halben Stunde nicht möglich war, das Opfer selbst zu finden, muss ein Saugkommando gerufen werden.

Unsere beliebtesten sind Wintertourrouten im Becken von Malaya Almatinka, in Sredem Talgar, in der gesamten Hochgebirgszone des Zailiysky Alatau.

Ein außergewöhnlich Lawinengebiet für touristische Aktivitäten ist

Westaltai und einzelne Distrikte im dsungarischen Alatau.

Wenn Sie Winterwanderungen machen müssen, sollten Sie sich an das Institut für Geographie und den Lawinendienst von Kazhydromet wenden.

Abschließend möchte ich zwei Geschichten berühmter Lawinen erzählen

M. Otwater und M. Zdarsky, die selbst in einer Lawine waren, blieben danach am Leben.

M. Otwater, amerikanischer Lawinenbetreiber: „Es war eine Lawine von weichen Snowboards, und infolgedessen wurde der gesamte Hang instabil. Ich entpuppte mich als ein Chip, der in einem Schneestrom trieb. Ich stürzte knietief in kochenden Schnee , dann hüfttief, dann halstief .

Sehr schnell und plötzlich wurde ich zweimal nach vorne geschleudert, wie eine Hose in einem Wäschetrockner. Die Lawine hat mir die Skier abgenommen und damit mein Leben gerettet, indem sie den Hebel aufgegeben hat, mit dem sie mich festbinden konnte.

Den ganzen Weg habe ich unter dem Schnee gemacht. Anstelle des Strahlens von Sonne und Schnee, die nie so hell sind wie unmittelbar nach einem Schneefall, herrschte in der Lawine völlige Dunkelheit - schäumend, sich windend, und Millionen von Händen schienen darin mit mir zu kämpfen. Ich begann das Bewusstsein zu verlieren, Dunkelheit kam von innen.

Plötzlich war ich wieder an der Oberfläche, in den Strahlen der Sonne. Nachdem ich den Schneeknebel aus meinem Mund gespuckt und tief durchgeatmet hatte, dachte ich: "Deshalb haben Lawinenopfer also immer Schnee im Mund!" Du kämpfst wie der Teufel, dein Mund ist weit offen, um mehr Luft zu schnappen, und die Lawine füllt ihn mit Schnee.

Als ich das nächste Mal an die Oberfläche geschleudert wurde, schaffte ich es, zweimal Luft zu holen. Und so geschah es mehrmals: hoch, Luft holen und ans Ufer schwimmen - und runter, unter den Schnee, sich zu einer Kugel windend. Es schien sich lange hinzuziehen, und ich begann wieder, das Bewusstsein zu verlieren. Dann spürte ich, wie der Schneefall nachließ und dichter wurde. Instinktiv oder in einem letzten Bewusstseinsschimmer unternahm ich eine verzweifelte Anstrengung, und die Lawine spuckte mich wie einen Kirschkern an die Oberfläche.

Matthias Zdarsky, geriet einmal in eine Lawine. Hier ist die Beschreibung, die er hinterlassen hat: "In diesem Moment ... war das Donnern einer Lawine zu hören; laut rief er seinen Gefährten zu, die sich unter eine Felswand geflüchtet hatten: "Lawine! Bleib dort!" - Ich rannte zum Rand des Lawinenprotokolls, aber bevor ich Zeit hatte, drei Sprünge zu machen, bedeckte etwas die Sonne: wie eine riesige Schleuder, etwa 60-100 Meter im Durchmesser, ein geflecktes Schwarz-Weiß Monster kam von der westlichen Wand auf mich herab Ich wurde in den Abgrund gezogen ... Es schien mir, als ob ich Arme und Beine beraubt hätte, wie eine mythische Meerjungfrau, schließlich spürte ich einen starken Schlag in den unteren Rücken.

Der Schnee drückte immer stärker auf mich, mein Mund füllte sich mit Eis, meine Augen schienen aus den Höhlen zu springen, Blut drohte aus meinen Poren zu spritzen. Es fühlte sich an, als würde mein Inneres wie ein Lawinenseil herausgezogen. Ich hatte nur einen Wunsch – so schnell wie möglich in eine bessere Welt zu gehen. Aber die Lawine wurde langsamer, der Druck nahm weiter zu, meine Rippen knackten, mein Hals drehte sich zur Seite, und ich dachte schon: "Es ist vorbei!" Aber plötzlich fiel ein anderer auf meine Lawine und zerbrach sie in Stücke. Mit einem deutlichen "Verdammt!" die Lawine hat mich ausgespuckt."

Zdarsky hatte achtzig Brüche – und er überlebte nicht nur, sondern fing elf Jahre später wieder mit dem Skifahren an!