Što je predviđanje?
Predviđanje je izrada prognoze; u užem smislu – poseban
Potreba za prognozom posljedica je želje za znanjemBudući događaji, što je pouzdano, u principu je nemoguće na temelju statističkih (pogreške trenutnih procjena), vjerojatnih (multivarijantnost posljedica), empirijskih (metodološke pogreške modela), filozofskih (ograničena trenutna znanja) načela.
Točnost bilo koje prognoze posljedica je:
- količina "istinitih" (provjerenih s poznatom pogreškom) početnih podataka i razdoblje njihovog prikupljanja;
- količina neprovjerenih izvornih podataka i razdoblje njihovog prikupljanja;
- svojstva prognoziranog objekta i sustav njegove interakcije s prognoziranim subjektom;
- metode i modeli predviđanja.
S povećanjem skupa čimbenika koji utječu na točnost prognoze, ona se praktički zamjenjuje rutinskim izračunima s određenom pogreškom u stabilnom stanju.
Prognoze su podijeljene (uvjetno):
- pojmovima: kratkoročno, srednjoročno, dugoročno, dugoročno;
- po mjerilu: privatni, lokalni, regionalni, sektorski, zemlja, svijet (globalni);
- po odgovornosti (autorstvo): osobno, na razini poduzeća (organizacije), na razini državnih tijela.
Glavne metode predviđanja uključuju:
- statističke metode;
- stručna prosudba (na primjer, metoda Delphi);
- metode modeliranja, uključujući simulaciju;
- intuitivno (odnosno napravljeno bez upotrebe tehničkih sredstava, improvizirano, "u mislima" od strane stručnjaka koji ima iskustva u prethodno korištenim znanstvenim metodama u ovoj vrsti prognoza).
Metode statističkog predviđanja
Metode statističkog predviđanja – znanstvene iakademska disciplina čiji glavni ciljevi uključuju razvoj, proučavanje i primjenu suvremenih matematičkih i statističkih metoda predviđanja temeljenih na objektivnim podacima.
Razvoj teorije i prakseprobabilističko-statističko modeliranje metoda ekspertnih prognoza; metode predviđanja u uvjetima rizika i kombinirane metode predviđanja korištenjem zajedničkih ekonomsko-matematičkih i ekonometrijskih (i matematičko-statističkih i ekspertnih) modela.
Znanstvena osnova metoda statističkog predviđanja je primijenjena statistika i teorija odlučivanja.
Najjednostavnije metode za rekonstrukciju ovisnosti koje se koriste za predviđanje temelje se na zadanoj vremenskoj seriji, tj. funkciji definiranoj na konačnom broju točaka na vremenskoj osi.
Procjena točnosti prognoze (osobito skorištenjem intervala pouzdanosti) nužan je dio postupka predviđanja. Obično se koriste vjerojatnostno-statistički modeli oporavka od ovisnosti, na primjer, oni grade najbolju prognozu koristeći metodu maksimalne vjerojatnosti.
Parametarski (obično se temelji namodeli normalnih pogrešaka) i neparametrijske procjene točnosti prognoze i ograničenja pouzdanosti za nju (temelje se na središnjem graničnom teoremu teorije vjerojatnosti). Također se koriste heurističke tehnike koje se ne temelje na vjerojatnosno-statističkoj teoriji, na primjer, metoda pokretnih prosjeka.
Multivarijatna regresija, uključujući korištenje neparametarskih procjena gustoće distribucije, trenutno je glavni alat za statističko predviđanje.
Nerealna pretpostavka normalnostiNije potrebno koristiti pogreške mjerenja i odstupanja od regresijske linije (površine); međutim, da bi se napustila pretpostavka normalnosti, potrebno je osloniti se na drugačiji matematički aparat, temeljen na višedimenzionalnom središnjem graničnom teoremu teorije vjerojatnosti, tehnologiji linearizacije i nasljeđivanju konvergencije.
Prognoze aplikacija
Za predviđanje korištenjem vremenske serije, obično jekoristiti računalne programe. To vam omogućuje da automatizirate većinu operacija prilikom izrade predviđanja, a također vam omogućuje da izbjegnete pogreške povezane s unosom podataka i izgradnjom modela.
Takve aplikacije mogu biti i lokalne (zakorištenje na jednom računalu) i internetske programe (na primjer dostupne kao web stranice). Programe poput R, SPSS, Statistica, Forecast Pro, Forecast Expert treba razlikovati kao lokalne aplikacije.
Što se može predvidjeti?
- vrijeme
Pogreške u proračunima budućih stanja atmosfere i drugih kaotičnih sustava s vremenom se gomilaju, pa je vremenska prognoza za dan unaprijed mnogo bolja nego za mjesec.
Međutim, točnostraste postupno: moderne petodnevne prognoze jednako su dobrekao i prije 40 godina - jednodnevna. Korisna prognoza može se dati za devet do deset dana. A granica predvidljivosti za klasične modele, prema Aleksandru Černokulskom, je dva tjedna.
Svi ovi modeli izgrađeni su na istom principu.Vrijeme je opisano s nekoliko osnovnih jednadžbi, koje se rješavaju korak po korak zamjenom opažačkih podataka, a ne u općenitom obliku, kako se uči u školi - jednostavno se tako ne mogu riješiti.
Kako se ne bi našli u neugodnoj poziciji, kao što je svojedobno bio Lorenz, model se pokreće 10-20 puta, lagano mijenjajući početne vrijednosti - dodajući šum kako bi se razmotrile različite opcije.
- Magnetske oluje
Znanstvenici širom svijeta rade već 70 godina da bikako bi saznali razloge abnormalnog zagrijavanja solarne korone. Taj je proces povezan s magnetskim olujama, koje je još uvijek nemoguće točno predvidjeti.
Temperatura solarne korone - vanjski slojatmosfera Sunca - iznosi oko 1 milijun Celzijevih stupnjeva, a na nekim mjestima doseže gotovo 10 milijuna. Međutim, niža atmosfera doseže samo 5,5 tisuća stupnjeva.
Kao rezultat toga, zaključak je: što je Sunce dalje od središta, ono je toplije, iako je unutar njega suprotno. Mehanizam po kojem djeluje ovo zagrijavanje korone još uvijek nije jasan.
Razmnožavanje Alfvénovih valova Samaraznanstvenici istražuju koristeći jednadžbe magnetske dinamike plina. Na temelju rezultata rada, znanstvenici će predstaviti sustave jednadžbi koji matematički točno opisuju različite parametre i modele zagrijavanja solarne koronalne plazme.
- Vulkanske erupcije
Istraživači sa Sveučilišta Stanfordanalizirao je mjesto kristala olivina koji su se smrzli u lavi nakon erupcije planine Kilauea. Znanstvenici su uspjeli saznati detalje procesa koji se odvijaju u utrobi zemlje - ove će informacije pomoći u predviđanju budućih erupcija.
Znanstvenici su objasnili da su pokušali stvoritialgoritam za predviđanje erupcija vulkana. Međutim, mnogi se procesi koji bi mogli sugerirati odvijaju duboko pod zemljom u cijevima lave. Nakon erupcije, svi podzemni biljezi koji bi istraživačima mogli dati tragove uništavaju se u gotovo svim slučajevima.
Stoga su se istraživači usredotočili na proučavanje kristala olivina koji su nastali tijekom masivne erupcije na Havajima prije više od pola stoljeća.
Nakon toga, istraživači StanfordaSveučilišta su pronašla način da testiraju računalne modele toka magme, za koje su rekli da bi mogli otkriti više podataka o prošlim erupcijama i možda pomoći u predviđanju budućih.
- Vatre
Sveučilišno laboratorijsko istraživanjeIme Brigham Young u Sjedinjenim Državama pruža precizniju sliku o tome gdje počinju požari i kako se šire. Znanstvenici su uvjereni da će svaki novi podatak koji će pomoći u kontroli prirodnih katastrofa uštedjeti državnom proračunu milijune dolara.
Studije su pokazale da je kemijski sastavgrmlje je neophodno za brzinu izgaranja. Vrsta biljke pronađena u blizini požara može pomoći u predviđanju kako će se vatra širiti i koliko brzo se može proširiti na druge biljne vrste.
Eksperiment se želi poboljšatimodeli predviđanja požara. Budući da šumarska služba i američke vladine agencije godišnje koštaju milijarde dolara kako bi se borili protiv njih, svako istraživanje koje može pomoći u postizanju veće učinkovitosti vatrogastva od ključne je važnosti, istaknuli su istraživači.
- Klimatske promjene
Istraživači iz Norveške poslovne škole u Oslustvorio matematički model klimatskih promjena, prema kojem će se, nakon prestanka svih emisija, porast temperature nastaviti još najmanje 100 godina.
Istraživači su koristili u svom modelupodaci o klimi od 1850. do danas. Na temelju toga su predvidjeli kako će se globalne temperature promijeniti i koliko će se razina mora popeti za 2500.
Kao rezultat toga, pokazalo se da ako vrhunac emisijastakleničkih plinova pojavit će se oko 2030. godine, a do 2100. će pasti na nulu, zatim će do 2500. globalne temperature i dalje biti tri stupnja više, a razine mora 2,5 m više nego 1850. godine. I ovo je najpovoljnija prognoza.
Iako će dio ugljičnog dioksida iz zraka apsorbirati biomasa, tlo i oceani, to ni na koji način neće zaustaviti globalno zagrijavanje. Točka bez povratka prošla je prije 2020.
Kako možemo poboljšati svoja predviđanja?
U budućnosti će se kvaliteta podataka poboljšati zahvaljujućispektroradiometri, radari i lidari (laseri) na novim satelitima. Napredne letjelice već su sposobne usmjeravati opremu ako je potrebno.
Još jedan obećavajući smjer su mjerenja pomoću običnih pametnih telefona opremljenih svim vrstama senzora i druge potrošačke elektronike.
Postoji još jedan problem - sa smanjivanjemmodela i rasta količine podataka, složenost izračuna se enormno povećava. Na primjer, vremenska prognoza koristi neka od najmoćnijih računala na svijetu.
Skupe su i njihove su performanse veće.ne povećava se istom brzinom: silicijske mikrovezice gotovo se nemaju gdje poboljšati. Uz to, moderni meteorolozi imaju naslijeđe od milijuna redaka koda, što otežava optimizaciju izračuna.
Čitaj više
Fizičari su stvorili analog crne rupe i potvrdili Hawkingovu teoriju. Kamo vodi?
Znanstvenici su otkrili mitsku česticu Odderon
Najtajanstveniji prirodni fenomen. Otkud loptasta munja i kako je opasna?