Проверка прогноза

Проверка прогнозов — это раздел наук о климате , атмосфере и океане, занимающийся проверкой, проверкой и определением прогностической силы прогнозов прогностических моделей . Из-за сложности этих моделей проверка прогнозов выходит далеко за рамки простых измерений статистической связи или расчета средней ошибки .

Определение проблемы

Чтобы определить ценность прогноза , нам нужно сравнить его с каким-то базовым или минимально точным прогнозом. Существует множество типов прогнозов, которые, хотя и дают впечатляющие результаты , тем не менее, наивны. Прогноз «постоянства» по-прежнему может соперничать даже с прогнозами самых сложных моделей. Пример: «Какая погода будет сегодня? Такая же, как и вчера». Это можно считать аналогом «контрольного» эксперимента . Другим примером может служить климатологический прогноз: «Какая погода будет сегодня? Такая же, как она была в среднем за все предыдущие дни в это время года за последние 75 лет».

Второй пример предлагает хороший метод нормализации прогноза перед применением какой-либо меры навыка. Большинство погодных ситуаций будут цикличными, поскольку на Землю действует весьма регулярный источник энергии. Численная модель погоды должна точно моделировать как сезонный цикл, так и (при достаточно точном разрешении) суточный цикл. Однако эти результаты не добавляют никакой информации, поскольку те же циклы легко прогнозируются на основе климатологических данных. Климатологические циклы могут быть удалены как из выходных данных модели, так и из «истинных» данных. Таким образом, оценка навыков, применяемая позднее, становится более значимой.

Один из способов подумать об этом: «Насколько прогноз уменьшает нашу неопределенность ?»

Кристенсен и др. (1981) ^{[ 1 ]} использовал открытие закономерностей энтропии- минимакса , основанное на теории информации, для развития науки долгосрочного прогнозирования погоды. Предыдущие компьютерные модели погоды были основаны только на постоянстве и были надежны только на 5–7 дней вперед. Долгосрочное прогнозирование было по существу случайным. Кристенсен и др. продемонстрировали способность с скромными, но статистически значимыми навыками предсказывать вероятность того, что количество осадков будет ниже или выше среднего на один, два и даже три года вперед. Примечательно, что эта новаторская работа выявила влияние Эль-Ниньо /Южного колебания (ЭНСО) на прогноз погоды в США.

Тан и др. (2005) ^{[ 2 ]} использовал условную энтропию для характеристики неопределенности ансамблевых прогнозов Эль -Ниньо/Южного колебания (ENSO) :

R\approx \sum p_{i}\ln {\frac {p_{i}}{q_{i}}}

где p — ансамблевое распределение, а q — климатологическое распределение.

Дополнительная информация

Всемирная метеорологическая организация ведет веб-страницу по проверке прогнозов. ^{[ 3 ]}

Более подробную информацию о том, как проверять прогнозы, можно найти в книге Джоллиффа и Стивенсона. ^{[ 4 ]} или главу книги Дэниела Уилкса. ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ Рональд А. Кристенсен, Ричард Ф. Эйлберт, Орли Х. Линдгрен и Лорел Л. Рэнс (1981). «Успешный гидрологический прогноз для Калифорнии с использованием теоретико-информационной модели» . Журнал прикладной метеорологии . 20 (6): 706–712. doi : 10.1175/1520-0450(1981)020<0706:SHFFCU>2.0.CO;2 .
^ Юмин Тан, Ричард Климан и Эндрю М. Мур (2005). «Надежность динамических прогнозов ЭНСО». Журнал атмосферных наук . 62 (6): 1770–1791. Бибкод : 2005JAtS...62.1770T . дои : 10.1175/JAS3445.1 .
^ Объединенная рабочая группа ВМО по исследованиям по проверке прогнозов. «Проверка прогнозов: проблемы, методы и часто задаваемые вопросы» . Проверено 30 июля 2013 г.
^ Ян Т. Джоллифф и Дэвид Б. Стивенсон (2011). Проверка прогнозов: Руководство для практического специалиста по науке об атмосфере . Уайли.
^ Уилкс, Дэниел (2011). «Глава 8: Проверка прогноза». Статистические методы в науках об атмосфере (3-е изд.). Эльзевир. ISBN 9780123850225 .

Внешние ссылки

[Christensen_etal1981-1] Рональд А. Кристенсен, Ричард Ф. Эйлберт, Орли Х. Линдгрен и Лорел Л. Рэнс (1981). «Успешный гидрологический прогноз для Калифорнии с использованием теоретико-информационной модели» . Журнал прикладной метеорологии . 20 (6): 706–712. doi : 10.1175/1520-0450(1981)020<0706:SHFFCU>2.0.CO;2 .

[Tang_etal2005-2] Юмин Тан, Ричард Климан и Эндрю М. Мур (2005). «Надежность динамических прогнозов ЭНСО». Журнал атмосферных наук . 62 (6): 1770–1791. Бибкод : 2005JAtS...62.1770T . дои : 10.1175/JAS3445.1 .

[3] Объединенная рабочая группа ВМО по исследованиям по проверке прогнозов. «Проверка прогнозов: проблемы, методы и часто задаваемые вопросы» . Проверено 30 июля 2013 г.

[4] Ян Т. Джоллифф и Дэвид Б. Стивенсон (2011). Проверка прогнозов: Руководство для практического специалиста по науке об атмосфере . Уайли.

[5] Уилкс, Дэниел (2011). «Глава 8: Проверка прогноза». Статистические методы в науках об атмосфере (3-е изд.). Эльзевир. ISBN 9780123850225 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]