Estimate of uncertainties in avalanche hazard mapping

Abstract

ABSTRACT. The present work addresses the urgent demand for methods of quantifying the uncertainties inherent in the current procedures for avalanche hazard assessment. A Monte Carlo approach to hazard mapping is proposed for this purpose. This statistical samplinganalysis method allows us to evaluate the probability distributions of the relevant variables for avalanche hazard assessment ö essentially runout distance and impact pressure ö once the release variables and the model parameters are expressed in terms of suitable probability distributions. In this way it is possible to explicitly account for uncertainties both in the inputdata definition of the dynamic models and in the mapping results. The overall methodology is presented in detail and applied to a real-world avalanche mapping problem. The one-dimensional version of the VARA models is used for avalanche dynamics simulations.

Regional evaluation of three day snow depth for avalanche hazard mapping in Switzerland

“…As far as H 72i is concerned, regression analysis against altitude A i is used (e.g. Barbolini et al 2002). Therefore, homogenous scaling of the average at site i µ H 72i with altitude A i is used as a further criterion for homogeneity.…”

“…Bründl et al, 2004;Fuchs et al, 2004;Fuchs and McAlpin, 2005;Keiler et al, 2006). The current approaches to avalanche hazard mapping couple avalanche dynamics modelling (Salm et al, 1990;Harbitz, 1998;Bartelt et al, 1999;Ancey et al, 2004) with statistical analysis of snow depth at the avalanche starting zone (Burkard and Salm, 1992;Hopf, 1998;Barbolini et al, 2002). In avalanche hazard mapping exercise, the T -years return period avalanches at a given site are computed and their run out zone and pressure are evaluated (e.g.…”

Couplage données historiques - modélisation numérique pour la prédétermination des avalanches : une approche bayésienne

“…Celle-ci vise à utiliser au mieux l'ensemble des connaissances disponibles pour la caractérisation des aléas de référence. Elle a été portée notamment par Bozhinsky et al (2001) en Russie, Barbolini et Savi. (2001) en Italie et Meunier et al (2001) au Cemagref de Grenoble.…”

“…A partir de 2001, des méthodes de simulation de type Monte Carlo ont été proposées pour la prédétermination des avalanches par de nombreux auteurs (Meunier et al 2001 ;Barbolini et Savi, 2001 ;Bozhinskiy et al, 2001 ;Chernouss et Fedorenko, 2001 ;Barbolini et Keylock, 2002 ;Barbolini et Cappabianca, 2003 ;Bozhinskiy, 2004). Ces approches partent toutes du constat que la distance d'arrêt n'est pas, contrairement à un débit de crue, une variable intrinsèque et qu'il est par conséquent nécessaire de simuler des avalanches fictives pour pouvoir déterminer un aléa de référence par interpolation.…”

“…Avec le modèle de Saint-Venant, les calculs n'ont pas été effectués parce que, du fait du nombre très important d'itérations nécessaires, les calculs auraient été extrêmement longs et qu'ils n'auraient vraisemblablement apporté que peu d'information supplémentaire par rapport aux mêmes calculs effectués avec le modèle de Voellmy bloc glissant du fait de la proximité entre ces deux modèles du point de vue de la modélisation stochastique. Ces résultats sont cohérents avec ceux obtenus dans l'approche statistique-dynamique implémentée par Barbolini et Savi (2001) : plus la probabilité de non dépassement est faible, plus l'incertitude liée à l'erreur d'estimation est forte et plus l'intervalle de crédibilité associé à la prédiction moyenne est asymétrique. Ce résultat questionne fortement le bien fondé des méthodes de zonage purement déterministes.…”