О РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕГА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ НА СКЛОНЕ

Раздел
Методы, модели и технологии
  • П.А. Черноус Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальнево-сточного отделения Российской академии наук, Южно-Сахалинск, Россия https://orcid.org/0000-0002-6006-5717
Ключевые слова: характеристики снега, пространственная изменчивость, измерения, устойчивость снега, лавины, снежный покров, лавинный очаг
(+) Аннотация

Прогнозирование возникновения лавин в отдельно взятом лавинном очаге, как правило, основывается на интерпретации физико-механических характеристик снежного покрова. Обычно это достаточно грубые измерения, выполненные в отдельных точках склона. Пространственная изменчивость измеряемых характеристик и ошибки измерений могут существенно влиять на качество исходных данных для оценки устойчивости снега на склоне и на результаты такой оценки. Используемые в настоящее время системы пространственного мониторинга характеристик снега, определяющих его устойчивость на склоне, не имеют под собой рациональной основы. В работе рассмотрены принципы рационализации измерений характеристик снежного покрова, определяющих его устойчивость на склоне. При этом поля этих характеристик и ошибки методов их измерений рассматривались, как случайные. Определены критерии качества сети измерений характеристик снега на склоне. Даны оценки параметров пространственной статистической структуры (дисперсий и автокорреляционных функций) для полей толщины, плотности, температуры и сцепления снежного покрова на склонах в различных горных районах. Оценены ошибки методов измерений характеристик снега, в том числе с помощью экстраполяции эмпирической автокорреляционной функции в ноль. Показано, что в различных ландшафтах пространственные схемы измерений должны быть различными. Проанализировано влияние различных схем измерений на качество интерпретации получаемых с их помощью данных с целью оценки возможности возникновения лавин.

Использование существующих детерминированных методов интерпретации точечных измерений характеристик снега, выполненных традиционными методами для оценки его устойчивости на склоне, приводит к неправильным заключениям о лавинной опасности. Для оценки устойчивости снега на склоне предлагается использование методов статистического моделирования, основанных на детерминированных моделях механической устойчивости снега, входные данные для которых генерируются на основе точечных измерений характеристик снега и ранее полученных параметрах их пространственной статистической структуры. Вероятностные оценки, полученные с помощью статистического моделирования, отражают неопределенность входной информации в вероятностном заключении об устойчивости снега.

 

Литература

Алексеев Г.А. Методы оценки случайных погрешностей гидрометеорологической информации. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 96 с.

Божинский А.Н., Черноус П.А. Вероятностная модель устойчивости снега на склонах гор // Материалы гляциологических исследований. 1986. Вып. 55. С. 53-60.

Бойко Е.С., Погорелов А.В. Применение лазерного сканирования в исследованиях рельефа и снежного покрова. Морфометрический аспект. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012. 147 с.

Войтковский К.Ф., Голубев В.Н. Войтковский В.К. Пространственная изменчивость строения и свойств снежного покрова на склонах гор // Вестник МГУ. Серия V. География. 1986. № 1. С. 80-86.

Дроздов О.А., Шепелевский А.А. Теория интерполяции в стохастическом поле метеорологических элементов и ее применение к вопросам метеорологических карт и рационализации сети // Труды
НИУГУГМС. 1946. Вып. 13. Серия 1. С. 65-115.

Жуковский Е.Б., Киселева Е.Л., Мандельштам С.М. Статистический анализ случайных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 408 с.

Казакевич Д.И. Основы теории случайных функций и ее применение в гидрометеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 320 с.

Канаев Л.А. Об изменчивости свойств снега // Тр. САРНИГМИ. 1969. Вып. 44 (59). С. 25–42.

Москалев Ю.Д., Канаев Л.А. Практическое пособие по прогнозированию лавинной опасности. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 200 с.

Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Элементарные методы обработки результатов измерений. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1977. 73 с.

Черноус П.А., Барашев Н.В., Федоренко Ю.В. Изменчивость характеристик снега и образование лавин // Лёд и снег. 2010. № 3 (111). С. 27-36

Черноус П.А., Осокин Н.И., Чернов Р.А. Пространственная изменчивость толщины снежного покрова на горном склоне (архипелаг Шпицберген) // Лёд и Снег. 2018. №58(3). С. 353-358. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-3-353-358

Черноус П.А., Селиверстов Ю.Г., Сучков В.Е. Влияние характеристик снега на лавинообразование // Лёд и Снег. 2015. № 55 (2). С. 53–59. DOI: 10.15356/2076-6734-2015-2-53-59

Черноус П.А., Христоев Ю.В. Оценка точности данных о толщине снега в лавиносборах // Материалы гляциологических исследований. 1986. Вып. 55. С. 201–206.

Чиркова А.А. Особенности структурных функций глубины снежного покрова в зависимости от характера рельефа лавинных очагов // Труды САРНИГМИ, 1977a, вып. 37 (118). С. 43-50.

Чиркова А.А. Статистический анализ распределения глубины снежного покрова на малых площадях в горах // Тр. САРНИГМИ. 1977b. Вып. 32 (113). С. 40-54.

Chernouss P.A., Fedorenko Yu.V. Probabilistic evaluation of snow-slab stability on mountain slopes // Annals Glaciology. 1998. Vol. 26. P. 303-306. DOI: 10.3189/1998aog26-1-303-306

Chernous P., Barashev N., Fedorenko Yu. Spatial variability of snow characteristics and snow stability // Proceedings of “International Snow Science Workshop 2008” (September 21st – September 27th, 2008, Whistler, British Columbia, Canada). Whistler. 2008. P. 948-949

Chernous P., Fedorenko Yu., Barashev N. Spatial variability of some snow characteristics on a slope and interpretation of measurements for snow stability assessment // Proceedings of “International Snow Science Workshop 2006” (October 1 - 6, 2006, Telluride, CO). Telluride. 2006. P. 339-348

(+) Об авторе(ах)

П.А. Черноус,
Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальнево-сточного отделения Российской академии наук, Южно-Сахалинск, Россия

E-mail: pchernous48@gmail.com
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 9801-3555
Scopus ID: 57195006512
ORCID iD: 0000-0002-6006-5717
Почтовый адрес:
ул. Школьная, дом 3, п. Бугры, Всеволожский рай-он, Ленинградская обл., 188660, Россия
Контактный телефон для связи с авторами статьи: 79021325286

(+) Литература

Alekseev G.A. Metody otsenki sluchainykh pogreshnostei gidrometeorologicheskoi informatsii. [Methods of as-sessment of random errors of hydrometeorological in-formation]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1975. 96 p. (In Russian)

Boiko E.S., Pogorelov A.V. Primenenie lazernogo ska-nirovaniya v issledovaniyakh rel'efa i snezhnogo pokrova. Morfometricheskii aspect [The use of laser scanning in studies of topography and snow cover. Morphometric aspect]. Novosibirsk, Publ. Geo, 2012. 147 p. (In Rus-sian)

Bozhinskii A.N. Chernous P.A. Veroyatnostnaya model' ustoichivosti snega na sklonakh gor [A probabilistic model of snow stability on mountain slopes]. Materialy glyatsiologicheskikh issledovanii [Materials of glaciolog-ical studies], 1986, iss. 55, pp. 53-60. (In Russian; ab-stract in English).

Chernous P.A., Barashev N.V., Fedorenko Yu.V. Iz-menchivost' kharakteristik snega i obrazovanie lavin [Variability of snow characteristics and the formation of avalanches]. Led i sneg [Ice and snow], 2010, no 3 (111), pp. 27-36 (In Russian)

Chernous P., Barashev N., Fedorenko Yu. Spatial varia-bility of snow characteristics and snow stability. Pro-ceedings of “International Snow Science Workshop 2008” (September 21st - September 27th 2008, Whistler, British Columbia, Canada). Whistler, 2008, pp. 948-949

Chernouss P.A., Fedorenko Yu.V., Probabilistic evalua-tion of snow-slab stability on mountain slopes. Annals Glaciology, 1998, vol. 26, pp. 303–306.

Chernous P., Fedorenko Yu., Barashev N. Spatial varia-bility of some snow characteristics on a slope and inter-pretation of measurements for snow stability assessment. Proceedings of “International Snow Science Workshop 2006” (October 1 - 6, 2006, Telluride, CO). Telluride, 2006, pp. 339-348

Chernous P.A., Khristoev Yu.V. Otsenka tochnosti dannykh o tolshchine snega v lavinosborakh [Evaluation of the accuracy of data on the snow thickness in ava-lanche sites]. Materialy glyatsiologicheskikh issledovanii [Materials of glaciological studies], 1986, publ. 55, pp. 201–206. (In Russian)

Chernous P.A., Osokin N.I., Chernov R.A. Pros-transtvennaya izmenchivost' tolshchiny snezhnogo pokrova na gornom sklone (arkhipelag Shpitsbergen) [Spatial variability of the snow depth on mountain slope in Svalbard]. Led i sneg [Ice and snow], 2018, vol 58, no 3, pp. 353-358. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-3-353-358 (In Russian; abstract in English)

Chernous P.A., Seliverstov Yu.G., Suchkov V.E. Vliyanie kharakteristik snega na lavinoobrazovanie [Snow variability effect upon avalanching]. Led i sneg [Ice and snow], 2015, vol 55, no 2, pp. 53-59. DOI: 10.15356/2076-6734-2015-2-53-59 (In Russian; abstract in English)

Chirkova A.A. Osobennosti strukturnykh funktsii glu-biny snezhnogo pokrova v zavisimosti ot kharaktera rel'efa lavinnykh ochagov [Features of the structural functions of the snow depth depending on the character of the relief of avalanche starting zones]. Trudy SAR-NIGMI [Proceedings of Middle Asia Regional Research Hydrometeorological Institute], 1977a, publ. 37 (118), pp. 43-50. (In Russian)

Chirkova A.A. Statisticheskii analiz raspredeleniya glu-biny snezhnogo pokrova na malykh ploshchadyakh v gorakh [Statistical analysis of the snow depth distribu-tion on small areas in the mountains] Trudy SARNIGMI [Proceedings of Middle Asia Regional Research Hydro-meteorological Institute], 1977b, publ. 32 (113), pp. 40-54. (In Russian)

Drozdov O.A., Shepelevskii A.A. Teoriya interpolyatsii v stokhasticheskom pole meteorologicheskikh elementov i ee primenenie k voprosam meteorologicheskikh kart i ratsionalizatsii seti [The theory of interpolation in a sto-chastic field of meteorological elements and its applica-tion to issues of meteorological maps and network ra-tionalization]. Trudy NIUGUGMS [Proceedings of Re-search Establishment of Main Department of Hydrome-teorology], 1946, iss, 13, seria 1, pp. 65-115. (In Rus-sian)

Kanaev L.A. Ob izmenchivosti svoistv snega [On the variability of snow properties]. Trudy SARNIGMI [Pro-ceedings of Middle Asia Regional Research Hydromete-orological Institute], 1969, iss. 44 (59), pp. 25–42 (In Russian)

Kazakevich D.I. Osnovy teorii sluchainykh funktsii i ee primenenie v gidrometeorologii [Fundamentals of the theory of random functions and its application in hydro-meteorology]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1977. 320 p. (In Russian)

Moskalev Yu.D., Kanaev L.A. Prakticheskoe posobie po prognozirovaniyu lavinnoi opasnosti [A practical guide for avalanche hazard forecasting]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1979. 200 p. (In Russian)

Solov'ev V.A., Yakhontova V.E. Elementarnye metody obrabotki rezul'tatov izmerenii [Elementary methods for processing of measurement results]. Leningrad, Publ. of Leningrad University, 1977. 73 p. (In Russian)

Voitkovskii K.F., Golubev V.N. Voitkovskii V.K. Pros-transtvennaya izmenchivost' stroeniya i svoistv snezh-nogo pokrova na sklonakh gor [The spatial variability of the structure and properties of the snow cover on the mountain slopes]. Vestnik MGU. Seria V. Geografia [Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seria 5, Geografia], 1986, No 1, pp. 80-86. (In Russian)

Zhukovskii E.B., Kiseleva E.L., Mandel'shtam S.M. Statisticheskii analiz sluchainykh protsessov [Statistical analysis of random processes]. Leningrad, Publ. Gidro-meteoizdat, 1978. 408 p. (In Russian)

(+) Читать онлайн

Просмотров Аннотации: 185
Скачиваний PDF: 12
Опубликован
2019-12-10
Как цитировать
П.А. Черноус. (2019). О РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕГА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ НА СКЛОНЕ. Гидросфера. Опасные процессы и явления, 1(1), 114-142. https://doi.org/10.34753/HS.2019.1.1.005

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.