WSL Institute for Snow and Avalanche
Science Workshop
27 September to 2 October 2009 Davos, Switzerland
Proceedings
Editors
Jürg Schweizer and Alec van Herwijnen
Science Workshop
27 September to 2 October 2009 Davos, Switzerland
Proceedings
Edited by
Jürg Schweizer and Alec van Herwijnen
Organised by
WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF Wissensstadt Davos
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL
Recommended form of citation:
Schweizer, J.; van Herwijnen, A. (eds) 2009: International Snow Science Workshop. 27 September to 2 October 2009, Davos, Switzerland. Proceedings. Birmensdorf, Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL. 699 pp.
The responsibility for all work and opinions presented in the proceedings rests with the authors.
Preface
For the first time, the International Snow Science Workshop (ISSW) is being held in Europe in Davos, Switzerland, 27 September to 2 October 2009. The ISSW has a long tradition (formally since 1982) in North America – where it is held bi-annually in even years.
The major objective of the conference is to provide a forum for researchers and practitioners as well as to promote knowledge transfer from scientists to practitioners and administrative authorities – and vice versa. It is this “Merging of theory and practice” – the motto of all past ISSWs – that has made the ISSW in North America the top entry in the agenda of almost anybody actively involved in the field of snow avalanche control.
The response to the first ISSW in Europe has been extremely positive. We received well over 250 contributions and about 500 people are attending the conference. Adhering to our major objective – promoting exchange – we have arranged a number of thematic workshops on Tuesday, Wednesday and Thursday. At these afternoon sessions an active exchange of ideas will take place relating to practical problems and their solutions and numerous practitioners are among the presenters. In the morning, we have kept to the traditional conference format of sessions with mainly scientific contributions on specific questions. Thus, a good mixture of theory and practice has been achieved. As usual, poster presentations represent the majority of contributions. It was our aim to give the poster presenters as much exposure as possible. Each poster presenter therefore gets the chance to briefly introduce his/her work to the full audience before the walk-around poster sessions start on three occasions.
About 60% of the presenters have submitted a 4 to 5 page summary of their contribution. These proceedings therefore contain 150 papers written by authors from 18 countries. The papers cover a wide range of topics. After some spectacular avalanche case studies from around the world, research papers on snow and snow cover properties (including temporal and spatial variations), snow chemistry, remote sensing with particular reference to the determination of snow
water equivalent, and studies relating snow and avalanche conditions to climate follow. Quite a number of papers focus on wet snow and wet snow instability, and many on snow stability evaluation, avalanche formation and forecasting. The subjects attracting most contributions were avalanche dynamics, hazard mapping and temporal and permanent protection measures. In contrast to North America, these topics are particularly relevant in Europe, where the mountains are much more densely populated and avalanches more frequently threaten residential areas and transportation corridors. Papers on decision making in avalanche terrain and avalanche education in general, and – if things go wrong – avalanche rescue complete this volume. Papers were neither reviewed nor edited and reflect the sole opinion of the authors.
We would like to thank the International Programme Advisory Board who screened all the abstracts and in particular our colleagues who have organized the workshops. Among the many individuals who contributed to the success of the conference and to the publication of these proceedings our thanks go to Cornelia Gansner and Sandra Gurzeler – and last but not least to all the participants: an exciting mix of people with diverse backgrounds. Although we followed in the footsteps of many North American ISSWs and adopted their motto “A merging of
theory and practice”, the first ISSW in Europe is not a simple copy but developed its own unique character. It remains to be seen whether future ISSWs will be held in central Europe. Given the positive response to the present ISSW we look forward to a next European ISSW – hopefully in four years time. In the meantime, the next ISSW will be held in the coming year in Squaw Valley (17 to 22 October 2010).
Proceedings ISSW 2009 Davos
Avalanche case studies
La ‘mort blanche’ au Québec (Canada) depuis 1825 : de la prise de conscience
du problème à la gestion du risque . . . 13 Boucher, Dominic; Hétu, Bernard
Mitigating the avalanche hazard on the Milford Road, New Zealand . . . 18 Carran, Wayne; Carran, Ann; Conway, Howard B.
The challenges for Scottish avalanche forecasters observing a maritime snowpack . . . 22 Diggins, Mark John
The avalanche events of December 2008 in Ceresole Reale (Piedmont Western Italian Alps) . . 25 Maggioni, Margherita; Caimi, Angelo; Godone, Danilo; Freppaz, Michele;
Bertea, Andrea; Cordola, Marco; Prola, Maria Cristina; Bertoglio, Valerio; Frigo, Barbara The avalanche cycle of December 2008 in the eastern part of the southern French Alps:
cross comparison of meteorological and avalanche data . . . 30 Coléou, Cécile; Eckert, Nicolas; Deschatres, Michael
Erfahrungen mit der Gratlawine bei Blatten, Kt. Wallis, Schweiz . . . 35 Schwitter, Peter; Stoffel, Lukas
Avalanches in the Sibillini Mounts (Marche, Italy) . . . 39 Fabbrizio, Alessandro; Mainini, Giuliano
Avalanches and snow mobile traffic around Longyearbyen, Svalbard . . . 44 Eckerstorfer, Markus; Neumann, Ullrich; Christiansen, Hanne H.
Major avalanches in Eastern Pyrenees and North Atlantic Oscillation . . . 48 García, Carles; Peña, Juan Carlos; Martí, Glòria; Oller, Pere; Martínez, Pere
Snow avalanches potential and management of Romanian Carpathians.
Case study-Bâlea glacial valley (F ˇag ˇaras¸ massif)-Southern Carpathians . . . 53 Mircea, Voiculescu
Snow and snow cover properties
Temperature gradient metamorphism is not a classical coarsening process . . . 58 Pinzer, Bernd; Schneebeli, Martin
Visualization of three-dimensional snow: how to use it in snow education . . . 62 Heggli, Martin; Jaggi, Matthias; Pinzer, Bernd; Steiner, Stephen; Theile, Thiemo;
Schneebeli, Martin
Controlling crystal habit in a small scale snowmaker . . . 67 Bones, Josephine Anne; Adams, Edward E.
Numerical investigation of factors causing near-surface metamorphism . . . 72 Slaughter, Andrew Edward; Adams, Edward E.
In-situ measurements and temporal evolution of the thermal conductivity profile
of an alpine snowpack . . . 77 Morin, Samuel; Dominé, Florent; Arnaud, Laurent; Picard, Ghislain;
Jacobi, Hans-Werner; Willemet, Jean-Marie
Non-destructive quantification of snowpack properties . . . 82 Heilig, Achim; Eisen, Olaf; Schneebeli, Martin; Marshall, Hans Peter
Snow characterization by optical properties . . . 87 Gergely, Mathias Alexander; Schneebeli, Martin; Roth, Kurt
Faceted melt forms, a deadly and unpredictable weak layer . . . 92 Glude, Bill
Spatially predicting surface hoar crystal size in sparse forests using shading
in satellite imagery . . . 102 Shea, Cora; Jamieson, Bruce
Tracking changes in buried melt-freeze crusts . . . 107 Smith, Michael Andrew; Jamieson, Bruce
Measurements of weak snowpack layer friction . . . 112 van Herwijnen, Alec; Heierli, Joachim
Observations of two seasons of sintering in a mountain snowpack . . . 115 Bair, Edward Hamilton; Colee, Mike; Dozier, Jeff; Blackford, Jane; Kaempfer, Thomas U.;
Davis, Robert E.; Mielke, Randall
Force-controlled shear experiments with layered snow samples . . . 120 Reiweger, Ingrid; Ernst, Robert; Schweizer, Jürg; Dual, Jürg
Snow-profiling at Weissfluhjoch . . . 124 Meister, Roland
SPA – Snowpack analyzing system . . . 129 Fiel, Reinhard; Sommer, Wolfram; Rentsch, Thomas
Systematic assessment of new snow settlement in SNOWPACK . . . 132 Steinkogler, Walter; Fierz, Charles; Lehning, Michael; Obleitner, Friedrich
Aerodynamic and surface characteristic length scales of snow covered flat planes . . . 136 Gromke, Christof; Walter, Benjamin; Manes, Costantino; Lehning, Michael; Guala, Michele Understanding snow transport processes shaping the mountain snow cover. . . 141
Mott, Rebecca; Schirmer, Michael; Grünewald, Thomas; Lehning, Michael
Online NWP-model data as boundary conditions for snow drift simulation . . . 146 Schneiderbauer, Simon; Pirker, Stefan
Measurements of small scale spatial and temporal variability of snow depth and SWE
in a small mountain catchment . . . 151 Grünewald, Thomas; Schirmer, Michael; Lehning, Michael
Analysis of temporal and spatial snow depth changes in a steep rock face . . . 155 Wirz, Vanessa; Lehning, Michael; Schirmer, Michael
Snow chemistry
The influence of aspect on physical and chemical properties of the snow cover
in a basin on the Monte Rosa Massif (North-western Italian Alps) . . . 160 Brulport, Antoine; Maggioni, Margherita; Freppaz, Michele; Filippa, Gianluca;
Squinobal, Emil
Major element chemistry of inner-alpine snowpacks, Aosta Valley (NW Italian Alps) . . . 165 Filippa, Gianluca; Freppaz, Michele; Williams, Mark W.; Zanini, Ermanno
Remote sensing and SWE
Automated detection and mapping of rough snow surfaces including avalanche
deposits using airborne optical remote sensing . . . 170 Bühler, Yves; Hüni, Andreas; Christen, Marc; Meister, Roland; Kellenberger, Tobias
Innovative devices for the SWE estimation at the basin scale: a field study
in the Western Alps . . . 175 Frigo, Barbara; Bal, Germain; Bevilacqua, Ivan; Cremonese, Edoardo; Dellavedova,
Paola; Diotri, Fabrizio; Ferraris, Stefano; Godio, Alberto; Letey, Stephanie;
Morra di Cella, Umberto; Pogliotti, Paolo; Previati, Maurizio; Rege, Roberto SensorWebEnablement - Standards and open source implementations
for observation data . . . 180 Andrae, Stefanie; Gruber, Gerald; Hecke, Andreas; Wieser, Alfred
The PermaSense Remote Monitoring Infrastructure . . . 187 Beutel, Jan; Gruber, Stephan; Hasler, Andreas; Keller, Matthias; Lim, Roman;
Talzi, Igor; Thiele, Lothar; Tschudin, Christian; Yücel, Mustafa
Terrestrial laser scanning for snow depth observations: An update on technical
developments and applications . . . 192 Prokop, Alexander
High resolution imaging for environmental monitoring applications . . . 197 Keller, Matthias; Beutel, Jan; Yücel, Mustafa
Snowpack depth modelling and water availability from LIDAR measurements
in eastern Pyrenees . . . 202 Moreno, Ignacio; Ruiz, Antoni; Marturià, Jordi; Oller, Pere; Piña, Jordi; Garcia, Carles;
Martinez, Pere; Talaya, Julià
Could retrieval of snow layer formation by optical satellite remote sensing help
avalanche forecasting? Presentation of first results . . . 207 Solberg, Rune; Koren, Hans; Frauenfelder, Regula; Kronholm, Kalle
Snow simulation and forecasting through all Norway: the SeNorge model . . . 211 Endrizzi, Stefano; Skaugen, Thomas
Snow cover monitoring and modeling in the Alps using multi temporal MODIS data . . . 214 Rastner, Philipp; Irsara, Luca; Schellenberger, Thomas; Della Chiesa, Stefano;
Bertoldi, Giacomo; Endrizzi, Stefano; Notarnicola, Claudia; Zebisch, Marc Climate
Results of 50 years of climate reanalyses in the French Pyrenees (1958–2008) using
the SAFRAN and CROCUS models . . . 219 Maris, Malou; Giraud, Gérald; Durand, Yves; Navarre, Jean-Pierre; Mérindol, Laurent
Trends in annual maximum snow water equivalent in South-Norway (1914–2008) . . . 224 Stranden, Heidi Bache; Skaugen, Thomas
Recent snow cover variations and avalanche activities in the Southern Alps . . . 229 Valt, Mauro; Moro, Daniele; Zasso, Renato; Cianfarra, Paola
Assessing the impact of climate change on snow avalanche activity in France
over the last 60 winters using change point models . . . 234 Eckert, Nicolas; Parent, Eric; Naaim, Mohamed
Snow sports
SkiSim – A tool to assess the impact of climate change on ski season length
and snowmaking . . . 239 Steiger, Robert
Wet snow and wet snow avalanches
Measuring the water retention curve of snow . . . 244 Yamaguchi, Satoru; Katsushima, Takafumi; Sato, Atsushi; Kumakura, Toshiro
Measurement of dynamic water-entry value for dry snow . . . 248 Katsushima, Takafumi; Yamaguchi, Satoru; Kumakura, Toshiro; Sato, Atsushi
Numerical modeling of liquid water movement in snow cover . . . 252 Hirashima, Hiroyuki; Yamaguchi, Satoru; Sato, Atsushi
Wet snow diurnal evolution and stability assessment . . . 256 Techel, Frank; Pielmeier, Christine
Observations and analysis of two wet-snow avalanche cycles . . . 262 Mitterer, Christoph; Mott, Rebecca; Schweizer, Jürg
Rain-on-snow avalanches: forecasting the return to stability . . . 267
Avalanche formation and snow stability evaluation
The effect of daytime warming on snowpack creep. . . 271 Exner, Thomas; Jamieson, Bruce
Interpretation of prevalent avalanche scenarios on the basis of the anticrack model . . . 276 Harvey, Stephan; Heierli, Joachim
Validating the Propagation Saw Test on the slope scale . . . 282 Ross, Cameron; Jamieson, Bruce
Übertragbarkeit von Prozessen, die in der Schneedecke ablaufen, anhand einzelner
Testergebnisse . . . 287 Kronthaler, Georg
Where to dig? On optimizing sampling strategy . . . 298 Schweizer, Jürg; Bellaire, Sascha
Glide avalanche response to an extreme rain on snow event, Snoqualmie Pass,
Washington, USA . . . 301 Stimberis, John; Rubin, Charles
Regional stability evaluation with modelled snow cover data . . . 306 Schirmer, Michael; Schweizer, Jürg; Lehning, Michael
Validation of the SNOWPACK model in the Dolomites . . . 313 Monti, Fabiano; Cagnati, Anselmo; Fierz, Charles; Lehning, Michael; Pozzi, Andrea;
Valt, Mauro
The 2008–2009 exceptional snowfalls in the Italian Alps: threshold sum approach
and analysis of the SNOWPACK model stability indices . . . 318 Monti, Fabiano; Cagnati, Anselmo; Valt, Mauro
Snow and avalanche: the influence of forest on snowpack stability . . . 323 Viglietti, Davide; Letey, Stephanie; Motta, Renzo; Maggioni, Margherita; Freppaz, Michele Comparison of shock waves provoked by various artificial avalanche release techniques,
and of their effects on the snowpack . . . 328 Berthet-Rambaud, Philippe
Avalanche triggering by sound: myth and truth . . . 330 Reuter, Benjamin; Schweizer, Jürg
Fracture line profiles in Japan . . . 334 Ikeda, Shinji
Avalanche forecasting
Simple calculations of avalanche risk for backcountry skiing . . . 336 Jamieson, Bruce; Schweizer, Jürg; Shea, Cora
Use of the models Safran-Crocus-Mepra in operational avalanche forecasting . . . 341 Coléou, Cécile; Giraud, G.; Danielou, Y.; Dumas, J.-L.; Gendre, C.; Pougatch, E.
Styria Avalanche Service – danger scale 5 – more than 200 avalanches . . . 346 Studeregger, Arnold; Rieder, Hannes
The lower Austria Avalanche Warning Service – the youngest in the Alps . . . 350 Studeregger, Arnold; Rieder, Hannes; Salzer, Fritz
Early warnings for extreme snowfall in the Swiss Alps . . . 353 Hächler, Patrick; Gerstgrasser, Daniel
Integration of the snowdrift modelling into the French operational chain
for avalanche hazard forecasting . . . 356 Guyomarch, Gilbert; Durand, Yves; Giraud, Gérald
A new iconographic avalanche bulletin for the Catalan Pyrenees: a beginning
for a future avalanche forecasting database . . . 361
Estimating the forecasting success of artificially triggering of avalanches with
the combination of cluster and discriminant analysis . . . 366 Fromm, Reinhard
Regional avalanche warning in Norway, a new concept for a large country . . . 371 Jaedicke, Christian; Bakkehøi, Steinar; Sandersen, Frode; Brattlien, Kjetil; Solheim, Anders Evolving public uses and the general avalanche forecast . . . 375
Comey, Robert; McCollister, Chris
The seismic detection of avalanches: an information tool for the avalanche forecaster . . . 379 Navarre, Jean-Pierre; Bourova, Ekaterina; Roulle, Jacques; Deliot, Yannick
AVALUATION: Estimating the Economic Value of the Avalanche Bulletin . . . 384 Alberini, Anna; Leiter, Andrea; Rheinberger, Christoph; McCormick, Chuck; Mizrahi, Andrew Avalanche patterns as aid in avalanche forecasting . . . 389
Nairz, Patrick
Mobile information systems for avalanche topics . . . 391 Suter, Christoph; Harvey, Stephan
Avalanche dynamcis and hazard mapping
In situ and photogrammetric measurements of avalanche crown transects . . . 395 Bair, Edward Hamilton; Birkeland, Karl; Dozier, Jeff
Wireless sensors as a tool to explore avalanche internal dynamics: experiments
at the Weissfluhjoch snow chute . . . 400 Vilajosana, I.; Llosa, J.; Schaefer, M.; Suriñach, E.; Marquès, J.M.; Vilajosana, X.
Alpha-Beta model: Can we learn more from the statistical avalanche model with respect
to the dynamical behavior of avalanches . . . 405 Gauer, Peter; Lied, Karstein; Bakkehøi, Steinar; Kronholm, Kalle
CLPA - Reflection on the quality of the testimonies collected during a field investigation . . . 409 Gaucher, Romain; Bonnefoy, Mylene; Pasquier-Bernachot, Xavier
First experiences in applying the “Swiss Guideline to account for avalanche hazard
of ropeways in ski areas” . . . 413 Schaer, Mark; Margreth, Stefan
Fundamental studies on applications of MPS method for computing snow avalanches . . . 418 Otsuka, Tatsuya; Shimizu, Yasuyuki; Kimura, Ichiro; Otsuki, Masaya; Saito, Yoshihiko
French avalanche research: Experimental test sites . . . 423 Ravanat, Xavier; Ousset, Frédéric
Analyzing the environmental effects on the danger of avalanches using geoinformation
technology . . . 428 Gruber, Gerald; Hecke, Andreas; Wieser, Alfred
Snow and weather conditions study for the avalanches on the Lautaret pass road
(French Alps) . . . 433 Goetz, Daniel
Documentation and analysis of avalanche events . . . 438 Sauermoser, Siegfried; Hübl, Hannes
Comparison and complementarities of avalanche pressure measurements:
piezo-electric load cells and deformation based pressure deconvolution . . . 443 Baroudi, Djebar; Sovilla, Betty; Thibert, Emmanuel
Dynamic avalanche modeling in natural terrain . . . 448 Fischer, Jan-Thomas; Kowalski, Julia; Pudasaini, Shiva P.; Miller, Stephen A.
The solid ortho-image: a new tool to identify avalanche terrains . . . 454 Godone, Danilo; Maggioni, Margherita; Freppaz, Michele
Using LIDAR (Light Distancing and Ranging) data to more accurately describe
avalanche terrain . . . 463 McCollister, Christopher Michael; Comey, Robert Howard
Identification of areas potentially affected by extreme snow avalanche combining
expert rules, flow-routing algorithms and statistical analysis . . . 468 Pagliardi, Matteo; Barbolini, Massimiliano; Corradeghini, Paolo; Ferro, Francesco
Automatised range-gated Doppler radar measurements of a spontaneously released
avalanche at the Vallée de la Sionne test site . . . 472 Rammer, Lambert; Schreiber, Helmut; Hiller, Martin; Dufour, François; Sovilla, Betty;
Gauer, Peter; Kern, Martin
Scaled laboratory experiments on the evolution of fluidised avalanches . . . 477 Koegl, Josef; Graf, Armin; Rammer, Lambert; Kleemayr, Karl; Kern, Martin; Gauer, Peter;
Kapeller, Gerhard; Aufleger, Markus
Statistical avalanche run-out modelling using GIS on selected slopes of Western Tatras
National park, Slovakia . . . 482 Biskupic, Marek; Barka, Ivan
Definition of hazard zones for dense snow avalanches . . . 488 Scotton, Paolo; Moro, Francesca; Dalla Valle, Daniele; Vigni, Irene
High-speed video recording in snow chute experiments . . . 492 Schaefer, Marius Roman; Kern, Martin
Using high resolution LiDAR data to estimate potential avalanche release areas
on the example of Polish mountain regions . . . 495 Chrustek, Paweł; We˛z˙yk, Piotr
Discrete element modelling to compute drag coefficients of obstacles impacted
by granular flows . . . 500 Favier, Lionel; Daudon, Dominique; Donzé, Frédéric; Mazars, Jacky
Regional methods for snow avalanche prediction: the case of Italian Alps . . . 505 Bocchiola, Daniele
The current state of avalanche risk analysis and hazard mapping in Uzbekistan . . . 509 Semakova, Eleonora; Myagkov, Sergey; Armstrong, Richard
Experiences in avalanche assessment with the powder snow avalanche model SamosAT. . . . 514 Granig, Matthias; Sampl, Peter; Tollinger, Christian; Jörg, Philipp
Avalanche Simulation with SAMOS-AT . . . 519 Sampl, Peter; Granig, Matthias
Using AVAL-1D to simulate avalanches in eastern Pyrenees . . . 524 Oller, Pere; Janeras, Marc; de Buén, Hèctor; Arnó, Georgina; Christen, Marc;
Martínez, Pere; Garcia, Carles
2D modeling of Icelandic snow avalanches for hazard zoning . . . 529 Gislason, Eirikur
Avalanche protection
Evolution of avalanche risk reduction on the Alaska Railroad. . . 533 Hamre, David
PROTECT – A Swiss approach to the assessment of the effectiveness of mitigation
measures . . . 538 Margreth, Stefan; Romang, Hans
Actions of snow avalanche on the snow shed . . . 543 Ma, Ying; Thibert, Emmanuel; Perrotin, Pascal; Mommessin, Michel
Investigation on the effectiveness of the catch-fence “Snowcatcher” as avalanche
Web-based tool to support local avalanche services with hazard evaluation
and documentation . . . 554 Möhle, Sibylle; Stoffel, Lukas
Evaluation of avalanche warning strategies for traffic routes using signal
detection theory . . . 559 Rheinberger, Christoph Matthias; Rhyner, Jakob
Avalanche risk in a changing climate - Development of a landslide and avalanche
risk model . . . 564 Bjordal, Heidi K.; Larsen, Jan Otto
Experiences on a storm causing avalanche cycles in south-west Norway . . . 567 Farestveit, Njål; Skutlaberg, Sara
Artificial avalanche release above settlements . . . 572 Stoffel, Lukas; Margreth, Stefan
Handling of avalanche risk for the “Bonaigua” and “Beret” roads, Aran valley, Spain . . . 577 Gavaldà, Jordi; Moner, Ivan
Three years snownet project Hafelekar/Innsbruck . . . 582 Rammer, Lambert; Granig, Matthias
Finite element models and sensitivity analysis of the vulnerability of an avalanche
protection gallery . . . 587 Daudon, Dominique; Baroth, Juline; Ma, Ying; Perrotin, Pascal; Szczurowska, Patrycia
Avalanche protection for construction site . . . 592 Rentsch, Thomas; Stüssi, Ruedi
10 Jahre Erfahrung mit dem Wyssen Lawinen-Sprengmast . . . 597 Wyssen, Samuel
Avalanche education and decision making
Avalanche education as public service . . . 599 Kranebitter, Klaus
Weiterentwicklung der strategischen Lawinenkunde - Ein Diskussionsbeitrag . . . 600 Roth, Eike
Information value of the avalanche bulletin for snowsports . . . 605 Semmel, Chris; Hellberg, Florian; Mair, Paul
Intuition, recognition and patterns: decision-making by mountain guides
in avalanche situations . . . 606 Mersch, Jan; Kühberger, Anton
Trend analysis of Canadian avalanche accidents: The Avaluator avalanche accident
prevention card has not reduced the number of accidents . . . 610 Uttl, Bob; Kibreab, Mekale; Kisinger, Kelly; Uttl, Jan
Pitfalls in the analyses of accident records: The meaning of missing values . . . 614 Uttl, Bob; Kisinger, Kelly
Avaluator’s obvious clues prevention values are inflated: Evidence from Canadian
avalanche accidents . . . 619 Uttl, Bob; Kisinger, Kelly; Kibreab, Mekale; Uttl, Jan
On superiority of simple solutions to complex problems and other fairy tales . . . 623 Uttl, Bob; Uttl, Jan
Avalanche hazard and visitor numbers - a study in Lochaber, Scotland . . . 628 Moss, Graham
Apprehension of avalanche risk and decision making process in a medium-high
mountain range. The case of the Vosges (France) . . . 633
Safety is Freedom . . . 640 Schniewind, Henry
Human factors in avalanche accidents: Evolution and interventions . . . 644 McCammon, Ian
How do leadership styles cope with the impact of human factors in decision making
in risky terrain? . . . 649 Förster, Miriam
Practical risk assessment and decision making in avalanche terrain. An overview
of concepts and tools in Switzerland . . . 654 Harvey, Stephan; Nigg, Paul
Rules, knowledge, distance and intuition: the development of risk management
skills for decision-making in avalanche situations . . . 659 Mersch, Jan; Behr, Wolfgang
Avalanche rescue
Iron man, the steel crash test dummy, measures forces in an avalanche . . . 664 Jenkins, Michael J.; Samaras, Timothy M.
Will a guest ever be able to save your live? . . . 666 Genswein, Manuel
Searching in parallel: Taking advantage of multiple searchers in a transceiver rescue . . . 671 Edgerly, Bruce; Stopper, Dieter; Hohensinn, Franz
Avalanche scenario with double burial. The effectiveness of different rescue equipment,
specific operational methods and their benefits for companion rescue . . . 675 Hauer, Othmar; Eck, Markus; Schober, Michael
Updating and expansion of a field study to optimize the search strip width
of avalanche beacons . . . 681 Schreilechner, Marcellus; Eck, Markus; Schober, Michael
1985–2009 twenty-five years of avalanche accidents in Italy . . . 686 Valt, Mauro; Chiambretti, Igor; Zasso, Renato
La sécurite des pistes en France : les services des pistes ; les accidents d’avalanches chez
les pisteurs secouristes, perspectives et évolutions . . . 691 Tuaillon, Jean-Louis
La ‘mort blanche’ au Québec (Canada) depuis 1825 : de la prise de conscience du problème à la gestion du risque
Dominic Boucher1, Bernard Hétu2
1 Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie, Québec, Canada
2 Université du Québec à Rimouski, Rimouski, Québec, Canada
RÉSUMÉ
Au Québec, les avalanches de neige affectent les activités récréatives, les routes et les habitations dans presque toutes les régions de la province. Depuis 1825, le bilan provisoire s’élève à plus de 70 morts dont près d’une trentaine au cours des 40 dernières années. Ces chiffres placent les avalanches de neige au second rang des risques naturels les plus meurtriers derrière les éboulements et les glissements de terrain.
L’idée d’un centre d’expertise sur les avalanches de neige au Québec s’est imposée après les nombreux incidents qui se sont produits dans les monts Chic-Chocs au cours des années 1980 et 1990 et, surtout, après les accidents de Blanc-Sablon en 1995 (2 morts) et celui de Kangiqsualujjuaq en 1999 (9 morts, 25 blessés) qui ont agi comme élément déclencheur auprès des décideurs. L’objectif du Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie vise à améliorer la sécurité en avalanche au Québec. Ses activités et services incluent la sensibilisation du public, la formation professionnelle, la prévision dans les monts Chic-Chocs et le support au développement et à la recherche dans le domaine. Après avoir exposé les résultats d’une enquête historique (73 décès depuis 1825) qui permet de mieux comprendre la problématique des avalanches de neige au Québec, nous présenterons les activités et les services du Centre d’avalanche de la Haute- Gaspésie qui constituent une solution adéquate et efficace pour réduire les risques et ainsi sauver des vies.
MOTS-CLÉ : Québec, Chic-Chocs, accidents, gestion de risque, avalanche.
1 Dominic Boucher : dominic@centreavalanche.qc.ca
2 Bernard Hétu : bernard_hetu@uqar.qc.ca 1- INTRODUCTION
Cet article comprend deux parties. Dans un premier temps, nous présentons les résultats d’une enquête historique sur la mortalité imputable aux avalanches de neige au Québec. Une avalanche est définie ici de manière simple comme une masse de neige se déplaçant rapidement sur un versant, peu importe sa dénivelée. Toutes les avalanches mortelles ont été considérées, quelles que soient leurs dimensions, sur lesquelles nous n’avons par ailleurs aucune information précise. Les divers documents consultés ont permis de remonter jusqu’en 1825. Les objectifs de cette enquête sont : (1) d’estimer le nombre de morts attribuables aux avalanches de neige au Québec depuis 1825 ; (2) d’établir le profil sociodémographique des victimes (âge, sexe, activités) ; (3) de localiser et de caractériser les principales zones à risque.
Dans un deuxième temps, cet article présente le Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie, un organisme à but non lucratif dédié à l’amélioration de la sécurité en avalanche au Québec. À la suite d’un aperçu historique, ce texte expose l’objectif et les mandats du Centre d’avalanche, précise son financement et son fonctionnement et, finalement,
détaille ses programmes d’activités ciblées et ses services spécialisés qui contribuent à réduire les risques d’avalanche au Québec et sans doute à sauver des vies.
2- ENQUÊTE HISTORIQUE 2.1- Sources des données
Les données présentées ici proviennent d’une recherche archivistique complétée par une enquête sur le terrain. Les informations rassemblées proviennent de nombreuses sources : (1) les rapports des coroners disponibles dans le site internet de Bibliothèque et Archives nationales du Québec, (2) les compilations déjà publiées (Stethem et Schaerer 1979; Stethem et Schaerer 1980; Schaerer 1987; Jamieson et Geldsetzer 1997; Jamieson et Brooks, 1998; Hétu et Bergeron, 2004; Hétu et Brown, 2006; Campbell et al., 2007), (3) les livres d’histoire locale (Roy, 1920, 1932;
Provost, 1977), (4) les articles parus dans les journaux (Figure 1), (5) et quelques témoignages pour les cas les plus récents. Il est évident que ces sources qui ne couvrent pas toutes les régions du Québec ne livrent qu’une image partielle de la problématique avalancheuse. Les sites
avalancheux ont été visités à chaque fois que la localisation des accidents a pu être établie avec suffisamment de précision. Ces visites ont permis de cerner les caractéristiques des pentes avalancheuses du Québec.
Figure 1. Première illustration connue d’une avalanche au Québec. Extrait d’une gravure parue le 22 février 1879 dans le Canadian Illustrated News illustrant une avalanche (à gauche) qui s’est abattue au pied du Cap Diamant (ville de Québec) dans la nuit du 11 février, brisant les fenêtres du Commissariat de l’école protestante dont le rez-de-chaussée s’est rempli de neige. Source : Bibliothèque et Archives nationales du Québec.
2.2- La mort blanche au Québec
Notre enquête révèle qu’il s’est produit au Québec entre 1825 et le 31 mai 2009 au moins 43 avalanches mortelles qui ont fait au total 73 décès, ce qui correspond à environ 10% de la mortalité canadienne depuis le milieu du 18e siècle (Campbell et al., 2007). Au Québec, le taux de mortalité dans des avalanches est passé de 0,27 décès par an entre 1825 et 1949 (34 décès en 125 ans) à 0,66 décès par an entre 1950 et 2009 (39 décès en 59 ans). Il est actuellement de 12 pour l’ensemble du Canada (Jamieson et Stethem, 2002; Stethem et al., 2003). L’une des surprises de cette enquête est le grand nombre de victimes en zone résidentielle. La majorité des avalanches mortelles se sont produites sur les berges escarpées du Saint-Laurent, dans les zones qui sont les plus densément peuplées (Figure 2), plus particulièrement à Québec et à Lévis qui concentrent près de la moitié des décès (31 morts en 13 accidents).
Le Tableau 1 présente une classification des accidents en cinq catégories. La majorité des décès sont survenus alors que les victimes étaient à l’intérieur (34 décès) ou à proximité (4 décès) d’un édifice, qui était le plus souvent leur propre résidence (7 accidents, 25 morts). La catégorie
« activités sportives de proximité » concerne principalement des enfants qui jouaient sur une
pente enneigée à proximité de leur domicile (15 décès) et des jeunes gens qui glissaient ou skiaient sur les terrils et dans les mines à ciel ouvert de la région de Thetford Mines (7 décès). Soulignons que l’augmentation récente (après 1950) du nombre de morts dans la catégorie « activités sportives » est reliée non pas au ski hors-pistes, comme c’est le cas dans l’Ouest canadien (Jamieson et Stethem, 2002), mais au développement des activités sportives de proximité (Tableau 1). Les activités sportives en arrière-pays (i.e. en montagne) n’ont fait à ce jour que cinq victimes en cinq accidents distincts. La catégorie
« transport » concerne des décès survenus sur les routes et le long des voies ferrées, principalement en Gaspésie.
Figure 2 : Localisation des 43 avalanches mortelles connues au Québec (1825-2009). La majeure partie des décès se sont produits sur les berges escarpées de la vallée du fleuve St-Laurent.
Tableau 1 : Nombre de morts recensés dans chaque catégorie d’accident au Québec (1825-2009) avant et après 1950 (n = 73)
Type 1825-
1949
1950-
2009 Total (%)
Dans un édifice 24 10 34 (46,6)
Près d’un édifice 2 2 4 (5,5)
Activités sportives de
proximité1 4 20 24 (32,9)
Activités sportives en
arrière-pays 0 5 5 (6,8)
Transport 3 2 5 6,8)
Indéterminé 1 0 1 (1,4)
1
à proximité des zones résidentielles
La moyenne d’âge des personnes décédées dans une avalanche a légèrement diminué au cours de la période considérée : elle est passée de 24,5 ans
entre 1825 et 1949 (n = 30) à un peu moins de 20,6 ans de 1950 à 2009 (n = 34). Ce qui fait la particularité des statistiques québécoises, c’est le nombre très élevé de jeunes victimes (Tableau 2), en particulier chez les enfants de moins de 10 ans (30%). Cette situation s’explique par la nature des accidents qui ont prévalu historiquement au Québec (accidents résidentiels, activités sportives de proximité).
Une autre surprise de cette enquête concerne la nature des versants propices au déclenchement des avalanches dans le contexte québécois. La majorité des accidents mortels connus sont survenus sur des pentes qui font entre 30 et 90 mètres de dénivelée et certaines d’entre elles ont moins de 20 mètres de relief vertical (Figure 3).
Des avalanches mortelles ont été observées sur toutes sortes de pentes, pour peu que l’inclinaison soit suffisante, allant des parois d’une gravière aux flancs abrupts d’un terril (Figure 4), en passant par les talus des terrasses marines ou fluviales, les falaises mortes ou vives, les flancs d’un ravin, d’une mine à ciel ouvert, etc. L’inclinaison des pentes avalancheuses est généralement comprise entre 30° et 50°, mais elle peut descendre à 25°
(cas de Blanc-Sablon). La pente avalancheuse typique est généralement dotée au sommet d’une surface plane, totalement ouverte (champ agricole, parc urbain, plateau déboisé) ou très peu boisée, qui sert de fetch pour les transports éoliens. Par grands vents, la neige soufflée alimente des corniches et des plaques à vent volumineuses, créant des surcharges et des instabilités qui compensent largement les faibles dénivelées.
Tableau 2 : Mortalité par classe d’âge (en pourcentage) – analyse comparée. Entre parenthèses : période couverte par les données
Classes d’âge
Canada1 (1984-96)
États- Unis2 (1950-99)
Nouvelle- Zélande3 (1860-1999)
Québec4 (1825- 2009)
> 60 3 3 6
50 à 59 14 55
7 4
40 à 49 17 12 13 6
30 à 39 24 25 23 9
20 à 29 37 41 51 18
< 20 5 17 3 57
Sources : 1Jamieson et Geldsetzer 1997, 2Atkins et Williams 2000, 3Irwin et Owens 2004, 4cette étude, 5>50 ans
3- PRÉSENTATION DU CENTRE D’AVALANCHE 3.1- Aperçu historique
L’idée d’un centre d’expertise sur les avalanches de neige au Québec remonte à l’hiver 1999 au lendemain de la tragédie de Kangiqsuallujuaq qui fit 9 morts et 25 blessés parmi les résidents du village
rassemblés à l’école pour la veillée du Nouvel An.
Le projet d’implantation du Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie a été initié dès l’automne 1999 par la Municipalité Régionale de Compté (MRC) de La Haute-Gaspésie qui a supporté son développement pendant de nombreuses années avec l’appui de partenaires fédéraux, provinciaux, du milieu local et de l’industrie. Au cours de la première année (1999-2000), une phase de recherche a contribué à préciser le problème des avalanches de neige au Québec et à proposer des solutions adéquates basées sur les programmes existants au Canada et à travers le Monde. À l’hiver 2000-2001, une phase de démarrage a permis d’entreprendre la sensibilisation du public, de débuter la formation professionnelle, d’acquérir certains équipements spécialisés, de positionner le Centre d’avalanche à l’échelle provinciale et nationale et de rechercher du financement pour la poursuite du projet. De 2001 à 2004, une phase d’implantation a contribué à mettre en place des programmes complets de sécurité en avalanche incluant la sensibilisation et l’éducation du public, la formation professionnelle, la prévision des avalanches dans les monts Chic-Chocs en Gaspésie, en plus du développement et du maintien d’une expertise dans le domaine au Québec. En juillet 2006, le Centre d’avalanche s’est dissocié de la MRC de La Haute-Gaspésie et a été enregistré comme organisme à but non lucratif. Le Centre d’avalanche est situé à Sainte- Anne-des-Monts en Haute-Gaspésie, au pied des monts Chic-Chocs.
Figure 3 : La majeure partie des avalanches mortelles au Québec sont survenues sur de courtes pentes, près des zones résidentielles, telle la falaise de Lévis (photo) en face de Québec. La dénivelée atteint ici environ 60 mètres.
3.2- Objectif et mandats
L’objectif du Centre d’avalanche de la Haute- Gaspésie consiste à améliorer la sécurité en avalanche dans la province de Québec. Ses
activités régulières visent tout particulièrement les sports de montagne et de proximité par :
1) la sensibilisation, l’information et l’éducation du public sur les avalanches et ;
2) le développement et le maintien d’une expertise en gestion du risque, en prévision des avalanches et en recherche et sauvetage à travers la formation professionnelle et le support à la recherche et au développement dans ce domaine au Québec.
Figure 4. Les terrils de la région de Thetford Mines – Robertsonville ont fait au moins 7 morts entre 1969 et 2008, pour la plupart de jeunes enfants qui glissaient ou skiaient sur leurs flancs abrupts. Photo J.-M. Dubois
3.3- Financement et fonctionnement
Le Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie est un organisme de services publics dont le financement provient en partie du gouvernement du Québec (35%), du gouvernement du Canada (15%), des organismes du milieu local et régional de la Gaspésie (47%) et de l’industrie (3%). Le budget annuel, qui se situe de façon générale autour de 250 000$CAN (155 000€), varie cependant d’une année à l’autre selon les ententes avec les différents partenaires.
La période d’opération du Centre d’avalanche s’échelonne sur neuf mois par année, soit de la mi- septembre à la mi-juin. Quatre employés réguliers, à savoir un directeur-prévisionniste en poste pour toute la saison en plus de deux prévisionnistes, une assistante et quelques remplaçants occasionnels en période hivernale (de la mi-novembre à la fin avril) sont nécessaires pour la réalisation des activités et services offerts à travers les différents programmes.
3.4- Programmes de sécurité en avalanche
Le Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie propose trois programmes réguliers de sécurité en avalanche, à savoir la sensibilisation du public, la
formation professionnelle et la prévision dans les Chic-Chocs, auxquels s’ajoute un volet projets spéciaux. Un service de gestion et permanence assure la coordination des différents programmes sous la supervision du conseil d’administration.
Le service de gestion et permanence regroupe l’administration, le financement et le budget, le développement et la coordination des programmes, le point de contact pour de l’information sur les avalanches au Québec et la représentation de l’organisme. Ces tâches relèvent en majeure partie du directeur mais impliquent également les autres employés au cours de la période hivernale.
Les activités de sensibilisation aux avalanches, particulièrement ciblées vers les adeptes de plein air et les jeunes, incluent la visibilité et la promotion (site internet au www.centreavalanche.qc.ca, articles, publicités, matériel promotionnel), des tournées de conférences (milieu scolaire, boutiques et clubs de plein air), des kiosques d’information (milieu scolaire, conférences), la participation à des événements plein air à travers la province, la présence sur le terrain dans les Chic-Chocs et la Fin de semaine de sensibilisation à Pâques.
Le programme de formation professionnelle vise le développement et le maintien au Québec d’une expertise dans le domaine de la sécurité en avalanche à travers l’acquisition et le transfert de connaissances et compétences. Ce volet propose des cours, des ateliers de perfectionnement et la participation à des congrès et conférences pour le personnel du Centre d’avalanche. Il offre également des opportunités de formation de tous les niveaux pour les personnes impliquées dans le domaine de la sécurité en avalanche au Québec.
Le programme de prévision des avalanches dans les Chic-Chocs, en plus de développer et de maintenir une expertise dans le domaine au Québec, constitue une des bases de la sécurité hivernale sur ce territoire vedette pour la pratique des sports de montagne dans l’Est du pays. Le service de prévision des avalanches assure la diffusion d’information concernant l’état du manteau neigeux et le niveau de risques d’avalanche dans les zones offertes pour la pratique des sports de glisse dans le parc national de la Gaspésie et dans une partie de la réserve faunique des Chic-Chocs (3 bulletins bilingues par semaine du 1 décembre au 30 avril). Ce programme intègre également des activités de sensibilisation et éducation des visiteurs et utilisateurs de l’arrière-pays des monts Chic-Chocs.
Le volet de projets spéciaux permet au Centre d’avalanche de s’impliquer sur des initiatives ou études qui favorisent le développement de
connaissances et de compétences dans le domaine et qui contribuent à améliorer la sécurité en avalanche au Québec. Parmi les réalisations récentes, on note la mise en place d’un plan de gestion de risque pour certaines routes en Haute- Gaspésie, le support aux travaux de recherche universitaire dans les monts Chic-Chocs, la traduction de l’anglais et l’adaptation de matériel de cours et de sensibilisation aux avalanches et la réalisation en cours d’un livre-guide des itinéraires de ski dans arrière-pays de la Haute-Gaspésie.
4- CONCLUSION
L’inventaire des avalanches mortelles au Québec a permis de retracer de nombreux accidents qui démontrent de manière éloquente le risque qu’elles représentent pour la population. Malgré que les accidents historiques se sont produits en majeures parties dans les villes et les villages, l’augmentation exponentielle des utilisateurs de l’arrière-pays (Boucher, 2000) laisse présager une hausse des accidents en montagne comme c’est le cas dans l’Ouest du pays (Jamieson et Stethem, 2002).
Dans ce contexte, le travail d’encadrement et de sensibilisation réalisé par le Centre d’avalanche de la Haute-Gaspésie nous apparaît plus que jamais comme essentiel.
RÉFÉRENCES
Atkins, D. et Williams, K., 2000. 50 years of avalanche deaths in the United States. Proc. of the International Snow Science Workshop, Big Sky, pp. 16-20.
Boucher, D., 2000. Projet d’implantation d’un centre d’avalanche dans le parc de la Gaspésie.
Municipalité régionale de comté de Denis-Riverin, Sainte-Anne-des-Monts, 26 p.
Campbell, C., Bakermans, L., Jamieson, B. et Stethem, C., 2007. Current and future snow avalanche threats and mitigation measures in Canada. Canadian Avalanche Center, 103 p.
Hétu, B. et Bergeron, A., 2004. Les avalanches au Québec : analyse des conditions météorologiques et des facteurs de terrain propices au déclenchement des avalanches. Secrétariat général de Recherche et Sauvetage Canada, PCSAQ, 84 p.
Hétu, B. et Brown, K., 2006. Inventaire des avalanches mortelles au Québec depuis 1825.
Avalanche.ca, vol. 79, hiver 2006/07, pp. 56-59.
Irwin, D. et Owens, I., 2000. A history of avalanche accidents in Aotearoa, New Zealand. Proc. of the International Snow Science Workshop, Jackson Hole, pp. 484-491.
Jamieson, B. et Geldsetzer, T., 1997. Avalanches au Canada. Volume 4 : 1984-1996. Canadian Avalanche Association, Revelstoke, 210 p.
Jamieson, B. et G. R. Brooks, 1998. Regional snow avalanche activity and known fatal avalanche accidents for Canada (1863 to June 1997), Geological Society of Canada, carte n° 3592 (disponible dans le site Internet de la CGC).
Jamieson, B. et Stethem, C., 2002. Snow avalanche hazards and management in Canada : challenges and progress. Natural Hazards, vol.
26, pp. 35-53.
Jarry, F. et Sivardière, F., 2000. Characteristics of fatal avalanche accidents in France 1989-1999.
Proc. of the International Snow Science Workshop, Big Sky, pp. 8-15.
Page, C. E., Atkins, D., Shockley, L. W. et Yaron, M., 1999. Avalanche deaths in the United States:
a 45-year analysis. Wilderness and Environmental Medecine, vol. 10, pp. 146-151.
Provost, H., 1977. Notre-Dame-de-la-Garde de Québec, (1877-1977). Cahiers d'histoire, Société historique de Québec, 277 p.
Roy, P.-G., 1920. Glanures lévisiennes. Lévis.
Roy, P.-G., 1932. Dates lévisiennes. Lévis.
Schaerer, P. A., 1987. Avalanche Accidents in Canada. III. A Selection of Case Histories 1978- 1984. Ottawa, National Research Council of Canada, 138 p.
Stethem, C., Jamieson, B., Schaerer, P., Liverman, D., Germain, D. et Walker, S., 2003. Snow avalanche hazard in Canada: a review. Natural Hazards, vol. 28, pp. 487-515.
Stethem, C. J. et Schaerer, P. A. , 1979. Avalanche Accidents in Canada. I. A Selection of Case Histories of Accidents 1955 to 1976. Ottawa, National Research Council of Canada, Division of Building Research, 114 p.
Stethem, C. J. et Schaerer, P. A., 1980. Avalanche Accidents in Canada. II. A Selection of Case Histories of Accidents 1943 to 1978. Ottawa, National Research Council of Canada, Division of Building Research, 75 p.
Mitigating the avalanche hazard on the Milford Road, New Zealand
Wayne Carran1, Ann Carran1 and Howard Conway1,2,*
1Downer EDI Works Limited, Caswell Street, Te Anau, New Zealand
2University of Washington, Earth and Space Sciences, Box 351310, Seattle, WA 98195, USA
ABSTRACT: The Milford road follows the floor of glacially carved valleys; avalanches from both sides affect the road. There are few places to hide, and the consequences of being caught in the open are serious. Local knowledge suggests: “the new snow will give you a fright, perhaps dusting or blowing a vehicle off the road, but failure of the deeper snowpack can cause large-scale loss of life”. Deep insta- bilities in the snowpack are managed by using large (25kg) charges detonated with fast boosters.
Charges are placed at targeted locations by helicopter during weather windows between and during storms. Direct-action avalanches consisting of new snow are forecast by assimilating observational data and high-resolution weather forecasts. Observational data include avalanche activity on uncon- trolled indicator paths, waterfall activity (during rain-on-snow events), and hourly snow and weather measurements telemetered from a network of stations. The hazard to travellers increases significantly when their vehicles become immobilized; we mitigate this problem by ensuring that all vehicles have chains and we enforce no-stopping zones. We also strive for a snow-free road because traffic prob- lems increase with snow on the road. Implementing the snow-free-road policy can be a challenge dur- ing fast moving storms with rapidly changing freezing levels. Essential to the success of the program is trust and clear communication between avalanche and met-service technicians, road crew, helicopter operators, police, managers and road users.
KEYWORDS: Snow, avalanches, hazard mitigation, forecasting.
1 INTRODUCTION
The Milford Road links TeAnau to Milford Sound on the southwest coast of New Zealand. The climate is strongly maritime; fast-moving, in- tense cyclonic storms are common. Annual pre- cipitation often exceeds 8m (water equivalent) and winter storms can deposit 2-3m of snow in the start zones. Most avalanches are “direct- action” releasing during or soon after storms.
Winter rain-on-snow is common.
The road follows the floor of glacially carved valleys. Avalanches down 50 paths, many with multiple start zones, threaten 28km of the road.
Statistics from 1985 to 2002 indicate that on av- erage, 36 avalanches (both natural and artificial) large enough to destroy a vehicle (size 2.5 and larger on the Milford scale) reach the road each year (Hendrikx and Owens, 2006). East Homer is the most active path (average of 6.9 poten- tially destructive avalanches per year), followed by Raspberry (4.6), Moir (4.1) and Sinks (3.9).
Potentially hazardous avalanches of size >2.5 typically become airborne as they plunge over cliffs and the powder blast often runs up the other side of the valley. Avalanches from both sides of the valley affect the road. For example, Students on the west side of the valley and the North Peak paths on the east side affect the same section of road. There are few places to hide (Fig.1), and the consequences of being caught in the open are serious.
_______________
Milford Sound is a tourist destination. Traffic (buses, cars and camper vans) peaks going to- ward Milford in the morning, and again coming out in the afternoon. There is no alternate road.
There is also a fishing industry that sells lobster to markets in Asia. There is strong pressure both from the tourist and the fishing industries to keep the road open year round.
2 HAZARD MITIGATION
An active avalanche program was initiated in 1984; the primary goal is to mitigate the hazard to workers and travellers on the highway. The hazard is managed by evacuating workers and travellers from run-out zones during times when the avalanche potential is forecast to increase.
The road is closed to the public during periods of high hazard, and reopened when stability in- creases either naturally or through active ava- lanche control.
Closures are minimized by an aggressive control program using explosives placed by heli- copter, and by tracking the evolution of snow stability. Key data for forecasting the new-snow avalanche potential include road-level observa- tions of avalanche activity on “indicator paths”
(uncontrolled paths that release early in storm cycles), waterfall activity during rain events, as well as snow and weather data telemetered from a spatial network of remote weather stations located near start zones (Fig. 1). In addition, a shelter located near the Crosscut start-zone al-
mental for forecasting the hazard. The met ser- vice uses satellite and upper-air data, as well as our hourly telemetry data for input to forecast models of winds, precipitation and freezing lev- els.
3 OBSERVATIONS AND TOOLS 3.1 Managing the deeper snowpack
Managing the deeper snowpack prior to storms is critical. Local knowledge suggests: “the new snow will give you a fright, perhaps dusting or blowing a vehicle off the road, but failure of the deeper snowpack can cause large-scale loss of
life”. We have found that aggressive control us- ing explosives is the most effective way to deal with deep instabilities. We use large charges (25kg of AMEX - ammonium nitrate) detonated with fast and powerful (0.9kg) boosters. Charges are placed at targeted trigger points (Fig.2) by helicopter during weather windows. Night-vision goggles are used on missions when weather windows occur during the night. Bomb place- ment and avalanche activity is logged and ar- chived for future reference.
Figure 1: Avalanche paths that affect the Milford Road. Large, plunging avalanches releasing from both sides of both valleys are poten- tially hazardous to workers and travelers on the highway. A network of snow and weather stations te- lemeter data to TeAnau Base: two stations are at road level (East and West Homer), four are near start zones (Consolation, Belle, Cleddau, Crosscut, and Gates) and one (Rover) is a mobile unit. Hourly measurements include: precipita- tion, air temperature, wind speed and direction, air pressure, relative humidity, solar radiation, snow depth, snow surface temperature and temperature profiles, water outflow from beneath the snowpack, and snow creep.
Success and effectiveness of the control work depends on knowing when and where to target placement of the explosives. Locations of effective trigger points vary both spatially and temporally depending on storm characteristics.
Snow generally accumulates on slopes that are lee to local winds. During, cold windy storm cy- cles, snow may accumulate farther down slope than during warm storms. We generally target rolls in paths, and cornices that overhang paths;
the goal is to eliminate all pockets of potential instability before the next storm.
Figure 2: Large charges (25kg of ammonium nitrate) placed by helicopter at targeted trigger points are used to eliminate potential deep instabilities.
3.2 Managing the new snow stability
As well as road-level observations of avalanche activity during storms, snow and weather data telemetered from remote stations (Fig. 1) to a base station at TeAnau are used to help track the evolution of slope stability. Of particular con- cern is:
3.2.1 Precipitation intensity
Telemetered measurements of precipitation and air temperature are used to estimate precipita- tion intensity and freezing levels. We expect in- stability will increase with precipitation intensity when the rate of loading exceeds the rate of strengthening of the snowpack. At Milford, we have found that the potential for direct-action
in 48 hours (Conway et al., 2008). Caveats ap- ply:- failure can occur sooner if the snowpack has been weakened by near-surface faceting (discussed below), or when drifting snow results in enhanced, local loading.
3.2.2 Freezing level and rain-on-snow
Winter rain on snow is common and avalanche activity is often widespread minutes after the onset of rain; the timing of these immediate ava- lanches can be predicted with an accuracy of less than an hour from meteorological forecasts of the transition from snow to rain. The ava- lanche potential can remain high for several hours after rain starts. During continued rainfall, avalanche activity usually decreases. The evolu- tion of snow stability can be tracked by monitor- ing outflow from the bottom of the snowpack using a spatial array of lysimeters. The return to stability occurs when the rate of outflow is simi- lar to the influx of rain, an indication that drain- age through the snowpack is well established and loading is not increasing. Observations of waterfall activity provide additional information about drainage; a lack of waterfalls over the cliffs during rain events implies that drainage is not established and loading is increasing. In general however, avalanche activity at Milford usually decreases after 24 hours of continued rain; we have not observed avalanches after continued rainfall for more than 36 hours.
3.2.3 Near-surface faceting
Although the climate is strongly maritime, peri- ods of near-surface faceting do occur during dry-cool periods between storms. For example, near-surface temperature gradients in excess of 50oC/m were measured during a two-week pe- riod in July-August 2008 using a down-looking infrared thermometer (www.Alpug.ch) and depth-profiles of snow temperature. Concurrent snow profiles at the Crosscut study site showed a sequence of near-surface crusts and faceted crystals (Techel et al., 2008). The minimum shear strength of the near-surface snow meas- ured with a 0.05 m2shear frame and corrected for size effects (Jamieson et al., 2007), was 150 Pa. Under these conditions avalanching (on slopes of 45o) could be expected after 30 mm (w.e.) of accumulation. About 60 mm (w.e.) of accumulation would be needed for the stress from the overburden to exceed the average of all shear strength measurements (285 Pa).
Based on the observed near-surface insta- bility and the afternoon forecast for 20-35 mm of precipitation with snow at road level, the road was closed at 5 pm on 13 August. Precipitation started slowly but increased in the evening; 27 mm (w.e.) had accumulated at the East Homer
naturally on many slopes; slabs were extensive but relatively shallow (~0.5 m). Propagating cracks were recorded at the Crosscut study site, and a snow profile indicated easy shears (in- cluding full propagation on extended column tests) on the faceted layers, now 62 cm below the surface (Fig. 3). Precipitation continued throughout the day and by 3 pm on August 15 the storm total measured at East Homer gauge was 72 mm w.e. Avalanche control during the afternoon of 15th released more avalanches; six blasted the road (Techel et al., 2008).
Figure 3: Snow profile on August 14 2008 at the Crosscut South study site (1810 m, S aspect, 32o) showed 62 cm of new snow had accumulated above the sequence of crusts and faceted crystals. Stability was poor; shooting cracks were observed, and wide- spread avalanche activity in the area was recorded.
Extended column tests and shovel shear tests all indicated the snowpack was unstable.
4 FORECASTING THE HAZARD
Forecasts of the avalanche hazard need to be 4- 6 hours ahead in order to allow time to evacuate travelers and sweep the road. Accurate weather forecasts are essential for predicting the timing of direct-action avalanches and rain-on-snow events. On-going regular communication with met service forecasters is critical during storms.
With local experience, forecasters can now usu- ally determine the timing of fronts to within an hour.
During periods of rising hazard we monitor avalanche activity on paths that are not con- trolled with explosives. Uncontrolled, steep paths such as Talbot Ramp, and Talbot Face that typically release early during winter storms provide early warning of rising hazard on the road. The Monkey Creek path often provides an
The hazard to travelers increases signifi- cantly when their vehicles become immobilized in run-out zones. To mitigate this problem, all vehicles are required to carry chains and we enforce no-stopping zones along the road. We also strive for a snow-free road because traffic problems increase with snow or ice on the road.
Implementing the snow-free road policy can be a challenge during fast moving storms with rap- idly changing freezing levels.
5 CONCLUSIONS
The avalanche hazard on the Milford Road is managed by evacuating workers and travellers during times when the avalanche potential is forecast to increase. During periods of high haz- ard the road is closed until stability increases either naturally or through active control. Clo- sure times are minimized by an aggressive con- trol program using large explosives placed at targeted trigger points by helicopter and by keeping track of the evolution of the new snow stability.
Observations of avalanche activity on indica- tor paths, freezing levels and waterfall activity during rain events, as well as data telemetered from a network of remote stations, provide fun- damental information about the evolution of new snow stability. These observations, together with high-resolution weather forecasts from the New Zealand meteorological service, are used to forecast the potential for direct-action ava- lanches during storms.
6 ACKNOWLEDGEMENTS
The Milford Road Avalanche Program supported this work. We also thank all the people who have worked on the Milford highway. Their ob- servations, dedication, insight and skills contrib- ute to the success of the program.
7. REFERENCES
Conway, H., W. Carran, F. Techel and A. Carran, 2008. Guidelines for forecasting snow avalanches on the Milford Road, New Zealand. Proceedings, ISSW, 2008, Whistler, British Columbia,Canada.
Hendrikx, J., and I. Owens, 2006. The Milford Road Avalanche Atlas, 136pp.
Jamieson, J.B., A. Zeidler, C. Brown, 2007. Explana- tion and limitations of study plot stability indices for forecasting dry snow slab avalanches in surround- ing terrain. Cold Regions Science and Technology.
50(1), 23-34.
Techel, F., A. Pearce, H. Anderson, P. Goddard, W.
Carran, A. Carran and H. Conway, 2008. Observa- tions of near-surface facet formation, persistence and related avalanche cycles, August 2008: Report from the Milford Road Avalanche Program. New Zealand Crystal Ball, November 2008.
