ما هو التنبؤ؟
التنبؤ هو تطوير التنبؤ. بالمعنى الضيق - خاص
الحاجة إلى التنبؤ ترجع إلى الرغبة في المعرفةالأحداث المستقبلية ، التي يمكن الاعتماد عليها ، مستحيلة من حيث المبدأ ، بناءً على المبادئ الإحصائية (أخطاء التقديرات الحالية) ، الاحتمالية (تعدد النتائج) ، التجريبية (الأخطاء المنهجية للنماذج) ، الفلسفية (المعرفة الحالية المحدودة).
دقة أي توقعات ترجع إلى:
- حجم البيانات الأولية "الحقيقية" (التي تم التحقق منها بخطأ معروف) وفترة جمعها ؛
- حجم البيانات المصدر التي لم يتم التحقق منها وفترة جمعها ؛
- خصائص كائن التنبؤ ونظام تفاعله مع موضوع التنبؤ ؛
- طرق ونماذج التنبؤ.
مع زيادة مجموعة العوامل التي تؤثر على دقة التنبؤ ، يتم استبدالها عمليًا بحسابات روتينية مع وجود خطأ معين في الحالة المستقرة.
تنقسم التوقعات (بشروط):
- بحسب الشروط: المدى القصير ، المتوسط ، المدى الطويل ، المدى الطويل ؛
- حسب النطاق: خاص ، محلي ، إقليمي ، قطاعي ، بلد ، عالمي (عالمي) ؛
- حسب المسؤولية (التأليف): شخصي ، على مستوى المؤسسة (المنظمة) ، على مستوى هيئات الدولة.
تشمل طرق التنبؤ الرئيسية ما يلي:
- أساليب إحصائية؛
- حكم الخبراء (على سبيل المثال ، طريقة دلفي) ؛
- طرق النمذجة ، بما في ذلك المحاكاة ؛
- حدسي (أي يتم إجراؤه بدون استخدام الوسائل التقنية ، بشكل مرتجل ، "في العقل" بواسطة متخصص لديه خبرة في الأساليب العلمية المستخدمة سابقًا في هذا النوع من التنبؤات).
طرق التنبؤ الإحصائي
طرق التنبؤ الإحصائي - العلمية وتخصص أكاديمي تشمل أهدافه الرئيسية تطوير ودراسة وتطبيق الأساليب الرياضية والإحصائية الحديثة للتنبؤ بناءً على البيانات الموضوعية.
تطوير النظرية والتطبيقالنمذجة الإحصائية الاحتمالية لأساليب التنبؤ المتخصصة؛ طرق التنبؤ في ظل ظروف المخاطر وطرق التنبؤ المدمجة باستخدام النماذج الاقتصادية والرياضية والاقتصاد القياسي (الرياضية والإحصائية والخبيرة) بشكل مشترك.
الأساس العلمي لطرق التنبؤ الإحصائي هو الإحصاء التطبيقي ونظرية القرار.
تعتمد أبسط الطرق لإعادة بناء التبعيات المستخدمة للتنبؤ على سلسلة زمنية معينة، أي دالة محددة عند عدد محدود من النقاط على المحور الزمني.
تقييم دقة التوقعات (وخاصة معيعد استخدام فترات الثقة) جزءًا ضروريًا من إجراءات التنبؤ. عادةً ما يتم استخدام النماذج الإحصائية الاحتمالية لاستعادة الاعتماد، على سبيل المثال، فهي تبني أفضل التنبؤات باستخدام طريقة الاحتمالية القصوى.
حدودي (يعتمد عادة علىنماذج الخطأ العادية) والتقديرات اللامعلمية لدقة التنبؤ وحدود الثقة الخاصة به (بناءً على نظرية الحدود المركزية لنظرية الاحتمالية). تُستخدم أيضًا الأساليب الاستكشافية التي لا تستند إلى نظرية إحصائية احتمالية ، على سبيل المثال ، طريقة المتوسط المتحرك.
يعد الانحدار متعدد المتغيرات، بما في ذلك استخدام التقديرات غير البارامترية لكثافة التوزيع، أداة التنبؤ الإحصائية الرئيسية حاليًا.
افتراض غير واقعي للحياة الطبيعيةليس من الضروري استخدام أخطاء القياس والانحرافات عن خط الانحدار (السطح)؛ ومع ذلك، للتخلي عن افتراض الحالة الطبيعية، فمن الضروري الاعتماد على جهاز رياضي مختلف، يعتمد على نظرية الحد المركزي متعددة الأبعاد لنظرية الاحتمالات، وتكنولوجيا الخطية ووراثة التقارب.
تطبيقات التنبؤ
للتنبؤ باستخدام سلسلة زمنية، وعادة ما يكوناستخدام برامج الكمبيوتر. يتيح لك ذلك أتمتة معظم العمليات عند إنشاء التنبؤ، كما يسمح لك بتجنب الأخطاء المرتبطة بإدخال البيانات وبناء النماذج.
يمكن أن تكون هذه التطبيقات محلية (لـتستخدم على جهاز كمبيوتر واحد) وتطبيقات الإنترنت (متوفرة كموقع ويب ، على سبيل المثال). يجب تمييز برامج مثل R و SPSS و Statistica و Forecast Pro و Forecast Expert كتطبيقات محلية.
ما الذي يمكن توقعه؟
- حالة الطقس
تتراكم الأخطاء في حسابات الحالات المستقبلية للغلاف الجوي والأنظمة الفوضوية الأخرى بمرور الوقت، وبالتالي فإن توقعات الطقس لليوم التالي أفضل بكثير من توقعات الطقس لمدة شهر.
ومع ذلك، فإن الدقةينمو تدريجيا: التوقعات الحديثة لخمسة أيام جيدة بنفس القدرقبل 40 عامًا - يومًا واحدًا. يمكن عمل توقعات مفيدة لمدة تسعة إلى عشرة أيام. ويبلغ حد القدرة على التنبؤ بالنماذج الكلاسيكية ، وفقًا لألكسندر تشيرنوكولسكي ، أسبوعين.
كل هذه النماذج مبنية على نفس المبدأ.يتم وصف الطقس من خلال العديد من المعادلات الأساسية، والتي يتم حلها خطوة بخطوة عن طريق استبدال بيانات المراقبة، وليس بشكل عام، كما يعلمون في المدرسة - ببساطة لا يمكن حلها بهذه الطريقة.
لكي لا ينتهي بك الأمر في موقف حرج، كما فعل لورينز ذات مرة، يتم تشغيل النموذج من 10 إلى 20 مرة، مع تغيير القيم الأولية قليلاً - إضافة ضوضاء للنظر في خيارات مختلفة.
- العواصف المغناطيسية
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم منذ 70 عامًا علىلمعرفة أسباب التسخين غير الطبيعي لإكليل الشمس. ترتبط هذه العملية بالعواصف المغناطيسية ، والتي لا يزال من المستحيل التنبؤ بها بدقة.
درجة حرارة الهالة الشمسية - الطبقة الخارجيةتبلغ درجة حرارة الغلاف الجوي للشمس حوالي مليون درجة مئوية ، وفي بعض الأماكن تصل إلى ما يقرب من 10 ملايين درجة ، إلا أن الغلاف الجوي السفلي يصل إلى 5.5 ألف درجة فقط.
ونتيجة لذلك فالخلاصة هي: كلما ابتعدنا عن مركز الشمس، زادت سخونتها، مع أن العكس هو الصحيح بداخلها. الآلية التي يعمل بها تسخين الإكليل لا تزال غير واضحة.
انتشار موجات ألفين سمارايبحث العلماء باستخدام معادلات ديناميكيات الغاز المغناطيسية بناءً على نتائج العمل ، سيقدم العلماء أنظمة معادلات تصف بدقة حسابيًا مختلف المعلمات والنماذج لتسخين البلازما التاجية الشمسية.
- ثورات بركانية
باحثون في جامعة ستانفوردحللوا موقع بلورات الزبرجد الزيتوني التي تجمدت في الحمم البركانية بعد ثوران بركان كيلويا. لذلك تمكن العلماء من معرفة تفاصيل العمليات التي تحدث في أحشاء الأرض - ستساعد هذه المعلومات في التنبؤ بالانفجارات المستقبلية.
أوضح العلماء أنهم حاولوا الإبداعخوارزمية للتنبؤ بالانفجارات البركانية. ومع ذلك ، فإن العديد من العمليات التي قد توحي بذلك تحدث في أعماق الأرض في أنابيب الحمم البركانية. بعد اندلاع البركان ، يتم تدمير أي علامات تحت الأرض قد تعطي أدلة للمستكشفين في جميع الحالات تقريبًا.
ولذلك ركز الباحثون على دراسة بلورات الزبرجد الزيتوني التي تشكلت خلال ثوران هائل في هاواي منذ أكثر من نصف قرن.
بعد ذلك ، باحثو ستانفوردوجدت الجامعات طريقة لاختبار نماذج الكمبيوتر لتدفق الصهارة ، والتي قالوا إنها يمكن أن تكشف المزيد من البيانات حول الانفجارات السابقة وربما تساعد في التنبؤ بالمستقبل.
- حرائق
أبحاث المختبرات الجامعيةيقدم اسم بريغهام يونغ في الولايات المتحدة صورة أكثر دقة عن بداية حرائق الغابات وكيفية انتشارها. العلماء واثقون من أن أي بيانات جديدة من شأنها أن تساعد في السيطرة على الكوارث الطبيعية ستوفر ميزانية البلاد بملايين الدولارات.
أظهرت الدراسات أن التركيب الكيميائيالشجيرات ضرورية لمدى سرعة احتراقها. يمكن أن يساعد نوع النبات الموجود بالقرب من الحريق في التنبؤ بكيفية انتشار الحريق ومدى سرعة انتشاره إلى الأنواع النباتية الأخرى.
تهدف التجربة إلى التحسيننماذج التنبؤ بالحرائق. وأشار الباحثون إلى أن مكافحة الحرائق تكلف خدمة الغابات والوكالات الحكومية الأمريكية مليارات الدولارات سنويًا لمكافحتها ، لذا فإن أي بحث يمكن أن يساعد في جعل مكافحة الحرائق أكثر فعالية.
- تغير المناخ
باحثون من كلية إدارة الأعمال النرويجية في أوسلونموذجًا رياضيًا لتغير المناخ ، والذي وفقًا له ، بعد توقف جميع الانبعاثات ، سيستمر ارتفاع درجة الحرارة لمدة 100 عام أخرى على الأقل.
استخدم الباحثون في نموذجهممعلومات عن المناخ من عام 1850 حتى يومنا هذا. بناءً على ذلك ، توقعوا كيف ستتغير درجات الحرارة العالمية ومقدار ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 2500.
ونتيجة لذلك، اتضح أنه إذا كانت ذروة الانبعاثاتستحدث غازات الدفيئة في عام 2030 تقريبًا، وبحلول عام 2100 ستنخفض إلى الصفر، ثم بحلول عام 2500 ستظل درجات الحرارة العالمية أعلى بثلاث درجات، وسيكون مستوى سطح البحر أعلى بمقدار 2.5 متر عما كان عليه في عام 1850. وهذه هي التوقعات الأكثر ملاءمة.
في حين أن بعض ثاني أكسيد الكربون من الهواء سيتم امتصاصه بواسطة الكتلة الحيوية والتربة والمحيطات ، فإن هذا لن يوقف الاحترار العالمي بأي شكل من الأشكال. تم تجاوز نقطة اللاعودة قبل عام 2020.
كيف يمكننا تحسين توقعاتنا؟
في المستقبل ، ستتحسن جودة البيانات بفضلأجهزة قياس الطيف والرادارات والليدار (الليزر) على الأقمار الصناعية الجديدة. المركبات الفضائية المتقدمة قادرة بالفعل على توجيه المعدات إذا لزم الأمر.
الاتجاه الواعد الآخر هو القياسات باستخدام الهواتف الذكية العادية المزودة بجميع أنواع أجهزة الاستشعار والإلكترونيات الاستهلاكية الأخرى.
هناك مشكلة أخرى - مع التصغيرالنموذج ونمو حجم البيانات، يزيد تعقيد الحسابات بشكل كبير. على سبيل المثال، يستخدم التنبؤ بالطقس بعضًا من أقوى أجهزة الكمبيوتر في العالم.
إنها غالية الثمن وأدائها أعلى.لا تزيد بنفس المعدل: دوائر السيليكون الدقيقة ليس لها أي مكان تقريبًا لتحسينه. بالإضافة إلى ذلك ، يمتلك علماء الأرصاد الجوية الحديثة إرثًا من ملايين الأسطر من التعليمات البرمجية ، مما يجعل الحسابات صعبة التحسين.
قراءة المزيد
ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟
اكتشف العلماء جسيم Odderon الأسطوري
الظاهرة الطبيعية الأكثر غموضا. من أين يأتي البرق الكروي وكيف يكون خطيرًا؟
&نبسب;