Πρότυπο μεθοδολογικό πλαίσιο ανάλυσης συσχετίσεων και μοντελοποίησης της χωροχρονικής αλληλεπίδρασης επικίνδυνων φυσικών φαινομένων με χρήση Μπεϋζιανής λογικής

Abstract

Natural processes are interacting components of natural systems. Under certain circumstances, they can be transformed into threats for humanity, environment and development. Examples such as the 2006 Pangandaran earthquake - tsunami and the 2011 Tohoku earthquake-tsunami-flood-nuclear catastrophe point out the necessity for an integrated multihazard analysis tool.Natural hazards do not function independently of each other in the same area as they are influenced by one another as being components of a bigger system. This situation, often described as hazard chain, cascade or domino effect. In order to consider the interactions spatially and temporally among hazards, only a few techniques have been proposed until now and the challenges are great. They mainly are: a) interaction matrixes which identify possible relations among two hazards, b) the platform technique which allows a user to combine more than two related models so as to illustrate the interactions between hazards and c) the family of probabilistic graphical models like Event Tree or Bayesian network. The main scope of this dissertation is to propose an improved methodology for the multi hazard analysis process in which natural phenomena such as the earthquakes, landslides, wildfires and rainfalls, are considered in a probabilistic way. In particular, this methodology takes the advantages of Bayesian Networks in conjunction with a novel approach so as to take into consideration the interactions, interrelations and interconnections (3Ι) among different hazards in the same area. Our study shows that it is possible to consider the 3I among hazards by (a) establishing the proposed matrix approach and (b) demonstrating that the Bayesian Networks and their extensions are the proper tools for multihazard analysis in order to identify more accurately, the mechanisms among hazards in the point of interest. Nowadays more and more countries are calling for better preparedness and mitigation measures. Thus, an integrated multihazard analysis tool is needed more than ever.

Τα φυσικά φαινόμενα είναι τμήματα του φυσικού μας περιβάλλοντος. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες και καταστάσεις, μπορούν να μετασχηματιστούν σε απειλές για την ανθρωπότητα, το περιβάλλον και την ανάπτυξη. Παραδείγματα όπως οι καταστροφές λόγω σεισμού και τσουνάμι στην ινδονήσια το 2008 ή το πυρηνικό συμβάν στην Ιαπωνία το 2011 λόγω μία πλημμύρας, που ήταν το αποτέλεσμα ενός τσουνάμι, έχοντας προηγηθεί ένας σεισμός αναδεικνύουν την ανάγκη για μία μεθοδική και ολοκληρωμένη προσέγγιση στον τομέα της ανάλυση των επικίνδυνων φαινομένων. Τα επικίνδυνα φυσικά φαινόμενα δεν λειτουργούν απομονωμένα, αλλά επηρεάζουν το ένα το άλλο ως στοιχεία ενός ενιαίου συνόλου της ίδιας περιοχής. Όμως η δυνατότητα να ληφθεί υπόψη η αλληλοεπίδραση των επικίνδυνων φυσικών φαινομένων στη διάσταση του χώρου και του χρόνου προϋποθέτει συγκεκριμένο μεθοδολογικό πλαίσιο, που επί του παρόντος είναι περιορισμένο. Εξαιρετικά μικρός αριθμός μεθόδων έχουν προταθεί για την διαχείριση του συγκεκριμένου ζητήματος. Η μέθοδος του πίνακα, η τεχνική της πλατφόρμας και η εφαρμογή των πιθανολογικών δικτύων αποτελούν τις κύριες προσεγγίσεις στο συγκεκριμένο αντικείμενο. Ο κύριος σκοπός της συγκεκριμένης διατριβής είναι ο σχεδιασμός και εφαρμογή μίας πρότυπης μεθοδολογίας που θα επιτρέψει την διαχείριση των επικίνδυνων φυσικών φαινομένων με ικανοποιητικό τρόπο. Η συγκεκριμένη διατριβή αποδεικνύει ότι είναι δυνατόν να ληφθεί υπόψη το φαινόμενο 3Ι (Interaction,Interrelation, Interconnected) μεταξύ διαφορετικών επικίνδυνων φαινομένων, με την εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου και επιλέγοντας τα Μπεϋζιανά Δίκτυα ως εργαλείο αποτύπωσης των σχέσεων των φαινομένων.Στις μέρες μας όλο και περισσότερα κράτη αντιλαμβάνονται την αξία της ύπαρξης ενός σχεδίου αντιμετώπισης των επικίνδυνων φαινομένων και των επιπτώσεων τους. Γι’ αυτό μία διαδικασία που αφορά την ανάλυση των επικίνδυνων φαινομένων είναι πιο απαραίτητη πάρα ποτέ.