Estimaciones probabilísticas de la distancia de alcance de avalanchas de nieve extremas
Autores: McClung, David; Hoeller, Peter
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La estimación de las distancias de deslizamiento para avalanchas de largos períodos de retorno es vital en los esquemas de zonificación para países montañosos. Hay dos métodos amplios para estimar la distancia de deslizamiento de avalanchas de nieve. Uno implica el uso de un modelo físico para calcular las velocidades a lo largo de la pendiente, con la distancia de deslizamiento determinada cuando la velocidad cae a cero. El segundo método, que se utiliza aquí, se basa en modelos empíricos o estadísticos de bases de datos de deslizamientos extremos para una determinada cordillera o área. El segundo método se ha utilizado durante más de 40 años con diversos conjuntos de datos recopilados de América del Norte y Europa. La razón principal para elegir el método utilizado aquí es que es independiente de modelos físicos como la dinámica de avalanchas, lo que permite comparaciones entre métodos. En este documento, se analizan datos de diversos conjuntos de datos para explicar la relación entre ellos y dar una visión general del significado de los datos. El deslizamiento se formula a partir de nueve conjuntos de datos diferentes y 738 valores de deslizamiento extremo, en su mayoría con períodos de retorno promedio de aproximadamente 100 años. Cada conjunto de datos se ajustó inicialmente a 65 funciones de densidad de probabilidad (pdf) utilizando cinco pruebas de bondad de ajuste. Se presenta una discusión y análisis detallados para un conjunto de distribuciones de valores extremos (Gumbel, Frechet, Weibull). Dos distribuciones tuvieron resultados ejemplares en términos de bondad de ajuste: la logística generalizada (GLO) y las distribuciones de valor extremo generalizado (GEV). Las consideraciones incluyeron tanto la bondad de ajuste como la pesadez de la cola, de la cual esta última es importante en decisiones de ingeniería. Los resultados mostraron que, en general, la GLO tiene una cola más pesada. Nuestro artículo es el primero en comparar distancias medianas de deslizamiento extremo, el primero en comparar la probabilidad de excedencia de deslizamiento extremo y el primero en analizar muchas distribuciones de probabilidad para un conjunto diverso de conjuntos de datos de manera rigurosa utilizando cinco pruebas de bondad de ajuste. Los artículos anteriores contenían análisis principalmente para la distribución de Gumbel utilizando solo una prueba de bondad de ajuste. Dado que el cambio climático está en efecto, se considera la estacionariedad de las distribuciones. Basado en estudios sobre el cambio climático y las avalanchas, hasta ahora, se ha sugerido que la estacionariedad debería ser una suposición razonable para los datos extremos de avalanchas considerados.
Descripción
La estimación de las distancias de deslizamiento para avalanchas de largos períodos de retorno es vital en los esquemas de zonificación para países montañosos. Hay dos métodos amplios para estimar la distancia de deslizamiento de avalanchas de nieve. Uno implica el uso de un modelo físico para calcular las velocidades a lo largo de la pendiente, con la distancia de deslizamiento determinada cuando la velocidad cae a cero. El segundo método, que se utiliza aquí, se basa en modelos empíricos o estadísticos de bases de datos de deslizamientos extremos para una determinada cordillera o área. El segundo método se ha utilizado durante más de 40 años con diversos conjuntos de datos recopilados de América del Norte y Europa. La razón principal para elegir el método utilizado aquí es que es independiente de modelos físicos como la dinámica de avalanchas, lo que permite comparaciones entre métodos. En este documento, se analizan datos de diversos conjuntos de datos para explicar la relación entre ellos y dar una visión general del significado de los datos. El deslizamiento se formula a partir de nueve conjuntos de datos diferentes y 738 valores de deslizamiento extremo, en su mayoría con períodos de retorno promedio de aproximadamente 100 años. Cada conjunto de datos se ajustó inicialmente a 65 funciones de densidad de probabilidad (pdf) utilizando cinco pruebas de bondad de ajuste. Se presenta una discusión y análisis detallados para un conjunto de distribuciones de valores extremos (Gumbel, Frechet, Weibull). Dos distribuciones tuvieron resultados ejemplares en términos de bondad de ajuste: la logística generalizada (GLO) y las distribuciones de valor extremo generalizado (GEV). Las consideraciones incluyeron tanto la bondad de ajuste como la pesadez de la cola, de la cual esta última es importante en decisiones de ingeniería. Los resultados mostraron que, en general, la GLO tiene una cola más pesada. Nuestro artículo es el primero en comparar distancias medianas de deslizamiento extremo, el primero en comparar la probabilidad de excedencia de deslizamiento extremo y el primero en analizar muchas distribuciones de probabilidad para un conjunto diverso de conjuntos de datos de manera rigurosa utilizando cinco pruebas de bondad de ajuste. Los artículos anteriores contenían análisis principalmente para la distribución de Gumbel utilizando solo una prueba de bondad de ajuste. Dado que el cambio climático está en efecto, se considera la estacionariedad de las distribuciones. Basado en estudios sobre el cambio climático y las avalanchas, hasta ahora, se ha sugerido que la estacionariedad debería ser una suposición razonable para los datos extremos de avalanchas considerados.