Qu'est-ce que la prévision?
La prévision est l'élaboration d'une prévision ; au sens étroit - spécial
Le besoin d'une prévision est dû au désir de savoirles événements futurs, qui sont fiables, sont en principe impossibles, sur la base de principes statistiques (erreurs d'estimations actuelles), probabilistes (multivariance des conséquences), empiriques (erreurs méthodologiques des modèles), philosophiques (connaissances actuelles limitées).
La précision de toute prévision est due à:
- le volume de données initiales «vraies» (vérifiées avec une erreur connue) et la période de leur collecte;
- le volume des données sources non vérifiées et la période de leur collecte;
- les propriétés de l'objet de prévision et le système de son interaction avec le sujet de prévision;
- méthodes et modèles de prévision.
Avec une augmentation de l'ensemble des facteurs affectant la précision de la prévision, elle est pratiquement remplacée par des calculs de routine avec une certaine erreur en régime permanent.
Les prévisions sont divisées (conditionnellement):
- par termes: court terme, moyen terme, long terme, long terme;
- par échelle: privée, locale, régionale, sectorielle, nationale, mondiale (mondiale);
- par responsabilité (paternité): personnelle, au niveau de l'entreprise (organisation), au niveau des organes de l'Etat.
Les principales méthodes de prévision comprennent:
- Méthodes statistiques;
- jugement d'expert (par exemple, la méthode Delphi);
- méthodes de modélisation, y compris la simulation;
- intuitif (c'est-à-dire réalisé sans l'utilisation de moyens techniques, impromptu, "dans l'esprit" par un spécialiste qui a l'expérience des méthodes scientifiques précédemment utilisées dans ce type de prévisions).
Méthodes de prévision statistique
Méthodes de prévision statistique - scientifiques etune discipline académique dont les principaux objectifs comprennent le développement, l'étude et l'application de méthodes mathématiques et statistiques modernes de prévision basées sur des données objectives.
Développement de la théorie et de la pratiquemodélisation probabiliste-statistique de méthodes de prévision expertes ; méthodes de prévision dans des conditions de risque et méthodes de prévision combinées utilisant conjointement des modèles économico-mathématiques et économétriques (à la fois mathématiques-statistiques et experts).
La base scientifique des méthodes de prévision statistique est la statistique appliquée et la théorie de la décision.
Les méthodes les plus simples de reconstruction des dépendances utilisées pour la prévision sont basées sur une série temporelle donnée, c'est-à-dire une fonction définie en un nombre fini de points sur l'axe du temps.
Évaluer l'exactitude de la prévision (notamment avecutilisant des intervalles de confiance) est une partie nécessaire de la procédure de prévision. En règle générale, des modèles probabilistes-statistiques de récupération de la dépendance sont utilisés, par exemple, ils construisent la meilleure prévision en utilisant la méthode du maximum de vraisemblance.
Paramétrique (généralement basé surmodèles d'erreur normale) et des estimations non paramétriques de l'exactitude des prévisions et des limites de confiance associées (basées sur le théorème central des limites de la théorie des probabilités). Des techniques heuristiques sont également utilisées qui ne sont pas basées sur la théorie probabiliste-statistique, par exemple, la méthode de la moyenne mobile.
La régression multivariée, incluant l'utilisation d'estimations non paramétriques de la densité de distribution, est actuellement le principal outil de prévision statistique.
Hypothèse irréaliste de normalitéIl n'est pas nécessaire d'utiliser des erreurs de mesure et des écarts par rapport à la droite de régression (surface) ; cependant, pour abandonner l’hypothèse de normalité, il est nécessaire de s’appuyer sur un appareil mathématique différent, basé sur le théorème central limite multidimensionnel de la théorie des probabilités, de la technologie de linéarisation et de l’héritage de convergence.
Applications de prévision
Pour faire des prévisions à l’aide d’une série chronologique, il s’agit généralementutiliser des programmes informatiques. Cela vous permet d'automatiser la plupart des opérations lors de la création d'une prévision, et vous permet également d'éviter les erreurs associées à la saisie des données et à la création de modèles.
Ces applications peuvent être à la fois locales (pourutilisation sur un seul ordinateur) et des applications Internet (disponibles sous forme de site Web, par exemple). Les programmes tels que R, SPSS, Statistica, Forecast Pro, Forecast Expert doivent être distingués en tant qu'applications locales.
Que peut-on prévoir?
- La météo
Les erreurs dans les calculs des états futurs de l'atmosphère et d'autres systèmes chaotiques s'accumulent au fil du temps, de sorte que les prévisions météorologiques pour un jour à venir sont bien meilleures que pour un mois.
Cependant, la précisiongrandir progressivement: les prévisions modernes sur cinq jours sont tout aussi bonnescomme il y a 40 ans - un jour. Une prévision utile peut être faite pour neuf à dix jours. Et la limite de prévisibilité des modèles classiques, selon Alexander Chernokulsky, est de deux semaines.
Tous ces modèles sont construits sur le même principe.Le temps est décrit par plusieurs équations de base, qui sont résolues étape par étape en remplaçant les données d'observation, et non sous une forme générale, comme on l'enseigne à l'école - elles ne peuvent tout simplement pas être résolues de cette façon.
Afin de ne pas se retrouver dans une position délicate, comme Lorenz l'a fait autrefois, le modèle est exécuté 10 à 20 fois, en modifiant légèrement les valeurs initiales - en ajoutant du bruit pour envisager différentes options.
- Tempêtes magnétiques
Des scientifiques du monde entier travaillent depuis 70 ans àpour connaître les raisons de l'échauffement anormal de la couronne solaire. Ce processus est associé à des orages magnétiques, encore impossibles à prévoir avec précision.
Température de la couronne solaire - couche externel'atmosphère du Soleil - est d'environ 1 million de degrés Celsius, et à certains endroits, elle atteint près de 10 millions, mais la basse atmosphère n'atteint que 5,5 mille degrés.
En conséquence, la conclusion est la suivante : plus on s'éloigne du centre du Soleil, plus il fait chaud, même si à l'intérieur, c'est le contraire. Le mécanisme par lequel fonctionne cet échauffement de la couronne reste encore flou.
Propagation des vagues d'Alfvén Samarales scientifiques étudient en utilisant les équations de la dynamique des gaz magnétiques. Sur la base des résultats des travaux, les scientifiques présenteront des systèmes d'équations qui décrivent mathématiquement avec précision divers paramètres et modèles de chauffage du plasma coronaire solaire.
- Éruptions volcaniques
Chercheurs à l'Université de Stanforda analysé l'emplacement des cristaux d'olivine qui ont gelé dans la lave après l'éruption du volcan Kilauea. Les scientifiques ont donc pu découvrir les détails des processus qui se déroulent dans les entrailles de la Terre - ces informations aideront à prédire les futures éruptions.
Les scientifiques ont expliqué qu'ils ont essayé de créerun algorithme de prédiction des éruptions volcaniques. Cependant, de nombreux processus qui pourraient suggérer cela se déroulent profondément sous terre dans des tubes de lave. Après une éruption, tous les marqueurs souterrains qui pourraient donner des indices aux explorateurs sont détruits dans presque tous les cas.
Les chercheurs se sont donc concentrés sur l’étude des cristaux d’olivine formés lors d’une éruption massive à Hawaï il y a plus d’un demi-siècle.
Par la suite, les chercheurs de StanfordLes universités ont trouvé un moyen de tester des modèles informatiques de flux de magma, qui, selon eux, pourraient révéler plus de données sur les éruptions passées et peut-être aider à prédire les futures.
- Les feux
Recherche en laboratoire d'incendie universitaireLe nom de Brigham Young aux États-Unis donne une image plus précise de l'origine des incendies de forêt et de leur propagation. Les scientifiques sont convaincus que toute nouvelle donnée qui aidera à contrôler les catastrophes naturelles permettra d'économiser des millions de dollars dans le budget du pays.
Des études ont montré que la composition chimiqueles arbustes sont essentiels pour la rapidité avec laquelle ils brûlent. Le type de plante trouvée près d'un feu peut aider à prédire comment le feu se propage et à quelle vitesse il peut se propager à d'autres espèces végétales.
L'expérience vise à améliorermodèles de prévision des incendies. Parce qu'il en coûte au service forestier et aux agences gouvernementales américaines des milliards de dollars par an pour les combattre, toute recherche qui peut aider à rendre la lutte contre les incendies plus efficace est essentielle, ont noté les chercheurs.
- Changement climatique
Chercheurs de la Norwegian Business School à Osloa créé un modèle mathématique du changement climatique, selon lequel, après l'arrêt de toutes les émissions, la hausse de température se poursuivra pendant au moins 100 ans.
Les chercheurs ont utilisé dans leur modèleinformations sur le climat de 1850 à nos jours. Sur cette base, ils ont prédit comment les températures mondiales changeront et combien le niveau de la mer augmentera d'ici 2500.
En conséquence, il s'est avéré que si le pic des émissionsles gaz à effet de serre se produiront vers 2030 et tomberont à zéro d’ici 2100, puis d’ici 2500, les températures mondiales seront encore de trois degrés plus élevées et le niveau de la mer sera de 2,5 m plus élevé qu’en 1850. Et c'est la prévision la plus favorable.
Bien qu'une partie du dioxyde de carbone de l'air soit absorbée par la biomasse, le sol et les océans, cela n'arrêtera en aucune façon le réchauffement climatique. Le point de non-retour a été dépassé avant 2020.
Comment pouvons-nous améliorer nos prédictions?
À l'avenir, la qualité des données s'améliorera grâce àspectroradiomètres, radars et lidars (lasers) sur de nouveaux satellites. Les engins spatiaux avancés sont déjà capables de diriger des équipements si nécessaire.
Une autre direction prometteuse concerne les mesures utilisant des smartphones ordinaires équipés de toutes sortes de capteurs et d'autres appareils électroniques grand public.
Il y a un autre problème : avec le zoom arrièremodèle et la croissance du volume de données, la complexité des calculs augmente énormément. Par exemple, les prévisions météorologiques utilisent certains des ordinateurs les plus puissants au monde.
Ils sont chers et leurs performances sont plus élevées.n'augmente pas au même rythme: les microcircuits de silicium n'ont presque nulle part à améliorer. De plus, les météorologues modernes ont un héritage de millions de lignes de code, ce qui rend les calculs difficiles à optimiser.
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