Opracowanie: Przemysław Borys, Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Gliwice. Pracę wykonaną podczas tworzenia skryptu i studiowania związanych z nim zagadnień teoretycznych dedykuję mojej żonie, Agacie.
Wynik przedstawiony jest w postaci mapy potencjału zagrożenia lawinowego. Wartości niezagrożone lawinowo mają potencjał niższy niż "1". W tej sytuacji przyjmuje się, że ryzyko wypadku jest porównywalne do ryzyka dla wycieczki w warunkach letnich. Należy wziąć poprawkę na niepewność wyniku i unikać wartości bliskich 1. Wynika to ze skokowej skali potencjału zagrożenia lawinowego, zależnego wykładniczo od ogłoszonego poziomu zagrożenia.
potencjał zagrożenia = 2stopień zagrożenia lawinowego
Taka relacja oznacza, w uproszczeniu, że każde podniesienie stopnia zagrożenia lawinowego o "1" zwiększa ryzyko wypadku lawinowego dwukrotnie.
Dla kolejnych stopni potencjał wyniesie:
| Stopień zagrożenia lawinowego | Wartość potencjału | Faktyczny przedział możliwych wartości potencjału |
|---|---|---|
| 0 | 1 | 0…1.5 |
| 1 | 2 | 1.5…3 |
| 2 | 4 | 3…6 |
| 3 | 8 | 6…12 |
| 4 | 16 | 12…24 |
| 5 | 32 | 24…∞ |
Skrypt nie uwzględnia czynników stopnia 2 (często jeżdżone zbocza) oraz stopnia 3 (mała grupa, odstępy odciążające) zależnych od człowieka. Uwzględnienie tych dodatkowych redukcji pozostawia się profesjonalistom. Dla tych osób mapa potencjału oprócz koloru zielonego (poniżej "1") prezentuje kolory pośrednich potencjałów, które profesjonaliści mogą potencjalnie jeszcze zredukować do bezpiecznej wartości.
Jeśli w komunikacie lawinowym występuje informacja o "mokrym śniegu", wszystkie wystawy są zagrożone (zagrożone wystawy obejmują: "N, NE, E, SE, S, SW, W, NE").
Jest to wykorzystanie statystyki do wyboru najbezpieczniejszej trasy w warunkach zimowych. Idea, jaka przyświecała Munterowi sprowadzała się do tego, aby wyeliminować konieczność posiadania zaawansowanej wiedzy o fizykochemii przemian śniegu i konstrukcji jego kolejnych warstw na rzecz kilku prostych reguł, które stosowane konsekwentnie mogłyby w znaczący sposób ograniczyć liczbę wypadków w górach.
Ze statystyk lawin wynika, że większość lawin schodzi w sektorze północnym N. Np. na rys. 46 ze strony 71 książki Muntera widzimy statystyczny rozkład dla poszczególnych wystaw (lata 1991-1996):
Wynika to z różnic nasłonecznienia stoku i wynikającego z tego związania z nim głębokich warstw śniegu. Występuje tu zróżnicowanie warstw głębokich i powierzchniowych. Powierzchniowe warstwy śniegu, np. po świeżym opadzie - na stokach nasłonecznionych łatwiej odpadają niż w zacienionych. Jednak po dłuższym okresie rozmarzania zamarzania warstwa, która nie odpadła - stabilizuje się. Wpływ ma na to m.in. zmniejszenie gradientu temperatury od ciepłego podłoża do powierzchni śniegu, co zmniejsza wędrówkę pary i tworzenie szronu wgłębnego (por. Avalanche handbook, s. 231).
Zachowanie świeżych warstw śniegu z reguły dobrze wpisuje się w ogłoszony komunikat lawinowy, natomiast najtrudniej jest kontrolować to, co dzieje się głęboko pod jego powierzchnią. Tu właśnie kluczowe jest skorzystanie ze statystyki.
Ostatecznie przyjmuje się, że ryzyko lawiny w sektorach W-S-E jest znacząco niższe i np. jeśli zwiększenie stopnia zagrożenia lawinowego o 1 odpowiada ogólnemu zwiększeniu ryzka wypadku o 21 (2x), to wybór zboczy południowych może zniwelować ten efekt do poziomu zagrożenia o 1 niższego. Krótko mówiąc: potencjał lawinowy mówi, że ryzyko wypadku jest 2x wyższe - my szukamy zatem miejsc, które są 2x bezpieczniejsze niż zazwyczaj.
UWAGA: W przypadku gdy śnieg jest mokry (nogi się zapadają, pada deszcz), żadna wystawa nie gwarantuje bezpieczeństwa (por. biuletyn). W tej sytuacji osłabiona jest struktura wewnątrz śniegu i występuje zwiększone obciążenie, ułatwiające wyzwolenie lawiny.
Kolejnym czynnikiem wpływającym w znaczny sposób na prawdopodobieństwo wyzwolenia lawiny jest nachylenie zbocza: przy małym nachyleniu zbocza zsuw lawiny nie jest możliwy. Przy ekstremalnie dużym zboczu z kolei nie tworzą się depozyty śniegu (wszystko od razu spada). Zatem istnieją pewne nachylenia, które są szczególnie groźne i unikanie ich poprawia nasze bezpieczeństwo.
UWAGA: Przy poziomie zagrożenia "3", dzień po świeżych opadach śniegu, zbocze 35-40 nie redukuje ryzyka! Trzeba korzystać ze zboczy poniżej 35° (zaimplementowane w skrypcie jako poziom 3.5) (por. Munter, książka, s. 207). Świeży opad wywiera dodatkowy nacisk na zbocza, który może wyzwolić lawinę (lub związać się ze starym śniegiem po pewnym czasie - dlatego w kolejnych dniach ta okoliczność przestaje być niebezpieczna).
Dodatkowo Munter wprowadza też czynniki redukcyjne 3-ciego stopnia.
Te warunki zasadniczo dotyczą narciarzy których nacisk na stok jest znikomy (ew. piechura na rakietach). Należy zachować wielką ostrożność w stosowaniu tych reguł dla zwykłych turystów.
Dodatkowo możliwa jest też redukcja klasy drugiej /2 za poruszanie się "często jeżdżonymi (na nartach) stokami". Chociaż kryterium to ponownie stosuje się w wersji podstawowej do narciarzy, Avalanche Handbook na str. 385 (Slope use) podaje, że stoki "przechodzone" skutkują stworzeniem jeszcze stabilniejszej struktury niż przejeżdżone na nartach, gdyż stopy penetrują głębiej pokrywę śniegu i zgniatają luźne warstwy.
UWAGA: Obliczenia w skrypcie są ograniczone rozdzielczością mapy. W terenie należy zwrócić uwagę na obecność małych formacji skalnych pokrytych śniegiem o dużym nachyleniu. Mogą wyzwolić lawinę - mały depozyt śniegu może poruszyć kolejne.
W konwekwencji wygenerowany skryptem potencjał może pełnić rolę doradczą, ale ostateczna decyzja o wejściu w teren górski musi być podjęta na miejscu w oparciu o lokalny stan śniegu w górach.
Autorzy dołożyli wszelkich starań, aby skrypt dostarczał danych jak najbardziej wiarygodnych, ale wejście w teren lawinowy zawsze obarczone jest ryzykiem. Ostateczną odpowiedzialność za swoje życie i zdrowie ponosi turysta.
Munter w swojej książce na str. 113 podaje, że przy stopniu zagrożenia "2" musimy brać pod uwagę zagrożenie z obszarów w odległości +/-20 metrów od szlaku. Przy stopniu zagrożenia "3" musimy brać pod uwagę całe zbocze.
Przy stopniu zagrożenia "2" ryzyko zejścia dużych i bardzo dużych lawin jest "mało prawdopodobne". Mniejsze lawiny zatrzymują się maksymalnie na końcu stoku (tam gdzie nachylenie schodzi poniżej 30°). W przypadku stopnia zagrożenia "3", "w pewnych warunkach" mogą zejść duże i bardzo duże lawiny. Duże lawiny mogą wejść w płaski teren na głębokość do 50 metrów, natomiast bardzo duże lawiny mogą nawet dojść do dna doliny!
Drzewa przebijające strukturę śniegu wiążą ten śnieg i zasadniczo sprawiają, że lawiny w górach typu Beskidy nie występują. W Tatrach jednak sama obecność lasu nie gwarantuje bezpieczeństwa. Lawina może zostać uruchomiona w wyższych (bezleśnych) partiach zbocza i uderzyć w las. Często ślady dawnych lawin widoczne są właśnie w drzewostanie, charakterystycznie wyciętym w okolicach żlebów.
Umiejętność szacowania ryzyka lawinowego "w domu" na podstawie mapy to tylko część ogólnych umiejętności, potrzebnych do bezpiecznego poruszania się w warunkach zimowych. Oprócz tego potrzebne są dalsze umiejętności, które można opanować w ramach kursów turystyki zimowej. Należą do nich między innymi:
Podstawowe procesy odpowiedzialne za przemiany śniegu często zależą od różnicy temperatur, która oddziałuje na śnieg. Można o nich poczytać np. w książce M. Lizucha. Na przykład przy dużym mrozie, gdy śnieg opada na podłoże o temperaturze bliskiej 0°, w głębi śniegu będzie zachodziła sublimacja (przemiana lodu w parę). Taka para unosi się w górę, gdzie zaczyna spadać temepratura i wraz z temperaturową zmianą pojemności powietrza na parę wodną (zmiana prężności pary nasyconej) woda wytrąca się z powietrza, tworząc szron wgłębny - silną warstwę poślizgową, odpowiedzialną za wiele lawin.
Przy mniejszych różnicach temperatur między powierzchnią i podłożem, proces przebiega bardziej powolnie i zachodzi głównie rozpad małych ziaren śniegu na rzecz budowy ziaren większych (sublimacja małego ziarna może doprowadzić do jego zniknięcia, a resublimacja w ziarnie dużym powoduje zmianę jego kształtu ze śnieżynki w granulkę). Takie przemiany stabilizują pokrywę śnieżną.
Kolejnym procesem - szczególnie oddziałującym przy powierzchni - jest topnienie i ponowne zamarzanie pokrywy śnieżnej. Topnienie powoduje pojawienie się wody, która niszczy strukturę śniegu, natomiast zamarzanie powoduje powstawanie silnych mostków lodowych pomiędzy istniejącymi ziarnami śniegu. Proces ten zmierza do firnizacji śniegu. W okresach, gdy zachodzą podobne zjawiska dobrym pomysłem jest planowanie wędrówek w okresie zamrożenia struktury śniegu i unikania ich w okresach topnienia.
Jak widać, procesy omówione wyżej są skomplikowane i poprawna interpretacja omówionych przemian wymaga wiele wiedzy i doświadczenia.
gdal_calc.py \
-A $TMP_DIR/SRTM1_Poland_slope.tiff \ raster A zawiera nachylenie zbocza w stopniach
-B $TMP_DIR/SRTM1_Poland_aspectsectors.tiff \ raster B to sektory geograficzne świata:
1=N, 2=NE, 4=E, 8=SE, 16=S, 32=SW, 64=W, 128=NW
-C $TMP_DIR/plLEVEL.tiff \ raster C zawiera poziom zagrożenia lawinowego
-D $TMP_DIR/plASPECT.tiff \ raster D zawiera sumę sektorów zagrożonych wystaw
--outfile=$TMP_DIR/SRTM1_Poland_potencjal.tiff \
--type=Float32 \
--NoDataValue=0 \
--calc='\
1.0*(C>0)*(C<=3.5)*(\ Metoda Muntera działa dla poziomu zagrożenia lawinowego <=3
(A<=30)*0.5\ Teren płaski, niezagrożony
Poniżej obliczenia dla nachylenia 30..34°. Dalsze bloki dla stromych zboczy analogiczne
+1.0*(A>30)*(A<34)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)==0)*(2.00**C)/4/4\
Jeśli zbocze 30<A<34, to redukcja za zbocze /4 oraz jeśli TOPR podał wystawę (D>0), i jej unikamy (B&D=0),
to redukcja /4 za wystawę
+1.0*(A>30)*(A<34)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)!=0)*(2.00**C)/4\
Jeśli zbocze 30<A<34, to redukcja za zbocze /4 oraz jeśli TOPR podał wystawę (D>0), i jej nie unikamy
(B&D>0), to bez redukcji za wystawę
+1.0*(A>30)*(A<34)*(D==0)*((B==4)+(B==64))*(2.00**C)/4/2\
Jeśli zbocze 30<A<34, to redukcja za zbocze /4 oraz jeśli jesteśmy na wystawie E lub W, redukcja /2 za
wystawę
+1.0*(A>30)*(A<34)*(D==0)*(B>4)*(B<64)*(2.00**C)/4/3\
Jeśli zbocze 30<A<34, to redukcja za zbocze /4 oraz jeśli jesteśmy na wystawie SE, S lub SW, redukcja /3
za wystawę
+1.0*(A>30)*(A<34)*(D==0)*((B<4)+(B>64))*(2.00**C)/4\
Jeśli zbocze 30<A<34, to redukcja za zbocze /4 oraz jeśli jesteśmy na NW, N lub NE to brak redukcji za
wystawę
\
+1.0*(A>34)*(A<=35)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)==0)*(2.00**C)/3/4\
+1.0*(A>34)*(A<=35)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)!=0)*(2.00**C)/3\
+1.0*(A>34)*(A<=35)*(D==0)*((B==4)+(B==64))*(2.00**C)/3/2\
+1.0*(A>34)*(A<=35)*(D==0)*(B>4)*(B<64)*(2.00**C)/3/3\
+1.0*(A>34)*(A<=35)*(D==0)*((B<4)+(B>64))*(2.00**C)/3\
\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C<=3)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)==0)*(2.00**C)/2/4\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C<=3)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)!=0)*(2.00**C)/2\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C<=3)*(D==0)*((B==4)+(B==64))*(2.00**C)/2/2\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C<=3)*(D==0)*(B>4)*(B<64)*(2.00**C)/2/3\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C<=3)*(D==0)*((B<4)+(B>64))*(2.00**C)/2\
+1.0*(A>35)*(A<=40)*(C>3)*(2.00**C)\
\
+1.0*(A>40)*(C<3)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)==0)*(2.00**C)/4\
+1.0*(A>40)*(C<3)*(D>0)*(numpy.bitwise_and(B,D)!=0)*(2.00**C)/3\
+1.0*(A>40)*(C<3)*(D==0)*((B==4)+(B==64))*(2.00**C)/2\
+1.0*(A>40)*(C<3)*(D==0)*(B>4)*(B<64)*(2.00**C)/3\
+1.0*(A>40)*(C<3)*(D==0)*((B<4)+(B>64))*(2.00**C)\
+1.0*(A>40)*(C>=3)*(2.00**C)\
)+\
1.0*(C==4)*(\
(A>30)*(2.00**C)\
+(A<=30)*(2**3)\
)\
+1.0*(C>4)*(2.00**C)'