Mi az előrejelzés?
Az előrejelzés egy előrejelzés kidolgozása; szűk értelemben – különleges
Az előrejelzés szükségessége a tudás vágyának köszönhetőa jövőbeli események, amelyek megbízhatóak, elvileg lehetetlenek, statisztikai (a jelenlegi becslések hibái), valószínűségi (a következmények sokfélesége), empirikus (modellek módszertani hibái), filozófiai (korlátozott jelenlegi ismeretek) elvek alapján.
Bármely előrejelzés pontossága a következőknek köszönhető:
- az "igaz" (ismert hibával igazolt) kezdeti adatok mennyisége és összegyűjtésük időtartama;
- a nem ellenőrzött forrásadatok mennyisége és gyűjtésük időtartama;
- az előrejelző objektum tulajdonságai és az előrejelzés alanyával való interakció rendszere;
- előrejelzési módszerek és modellek.
Az előrejelzés pontosságát befolyásoló tényezők halmazának növekedésével gyakorlatilag rutinszámítások váltják fel, bizonyos egyensúlyi hibával.
Az előrejelzések megoszlanak (feltételesen):
- fogalmak szerint: rövid távú, középtávú, hosszú távú, hosszú távú;
- méretarány szerint: magán, helyi, regionális, ágazati, ország, világ (globális);
- felelősség (szerzőség) szerint: személyes, a vállalkozás (szervezet) szintjén, az állami szervek szintjén.
A fő előrejelzési módszerek a következők:
- statisztikai módszerek;
- szakértői vélemény (például a Delphi-módszer);
- modellezési módszerek, ideértve a szimulációt is;
- intuitív (vagyis technikai eszközök használata nélkül, rögtönzötten, "elmében", egy olyan szakember által, akinek van tapasztalata az ilyen típusú előrejelzésekben korábban alkalmazott tudományos módszerekről).
Statisztikai előrejelzési módszerek
Statisztikai előrejelzési módszerek - tudományos ésakadémiai tudományág, amelynek fő célkitűzései közé tartozik az objektív adatokon alapuló előrejelzés korszerű matematikai és statisztikai módszereinek fejlesztése, tanulmányozása és alkalmazása.
Elmélet és gyakorlat fejlesztéseszakértői előrejelzési módszerek valószínűségi-statisztikai modellezése; előrejelzési módszerek kockázati feltételek mellett és kombinált előrejelzési módszerek együttesen gazdasági-matematikai és ökonometriai (matematikai-statisztikai és szakértői) modellek felhasználásával.
A statisztikai előrejelzési módszerek tudományos alapja az alkalmazott statisztika és a döntéselmélet.
Az előrejelzéshez használt függőségek rekonstrukciójának legegyszerűbb módszerei egy adott idősoron, azaz az időtengely véges számú pontján definiált függvényen alapulnak.
Az előrejelzés pontosságának értékelése (különösen akonfidencia intervallumok használatával) az előrejelzési eljárás szükséges része. Jellemzően valószínűségi-statisztikai modelleket használnak a függőség helyreállítására, például a maximum likelihood módszerrel építik fel a legjobb előrejelzést.
Paraméteres (általábannormál hibamodellek) és az előrejelzés pontosságának és megbízhatósági határainak nem paraméteres becslései (a valószínűségelmélet központi határtétele alapján). Olyan heurisztikus technikákat is alkalmaznak, amelyek nem valószínűségi-statisztikai elméleteken alapulnak, például a mozgóátlag módszerén.
A többváltozós regresszió, beleértve az eloszlássűrűség nem paraméteres becsléseinek használatát, jelenleg a fő statisztikai előrejelzési eszköz.
A normalitás irreális feltételezéseNem szükséges mérési hibákat és a regressziós egyenestől (felülettől) való eltérést alkalmazni; a normalitás feltevésének feladásához azonban egy másik matematikai apparátusra kell támaszkodni, amely a valószínűségszámítás többdimenziós központi határérték-tételén, a linearizációs technológián és a konvergencia öröklődésén alapul.
Alkalmazások előrejelzése
Idősort használó előrejelzésnél általában azszámítógépes programokat használni. Ez lehetővé teszi a legtöbb művelet automatizálását az előrejelzés összeállítása során, valamint lehetővé teszi az adatbevitellel és a modellek felépítésével kapcsolatos hibák elkerülését.
Az ilyen alkalmazások lehetnek helyi (aegyetlen számítógépen használható) és internetes alkalmazások (például weboldalként elérhetők). Az olyan programokat, mint az R, SPSS, Statistica, Forecast Pro, Forecast Expert, helyi alkalmazásként kell megkülönböztetni.
Mit lehet megjósolni?
- időjárás
A légkör és más kaotikus rendszerek jövőbeni állapotaira vonatkozó számítási hibák idővel felhalmozódnak, így az előrejelzés egy napra sokkal jobb, mint egy hónapra.
Azonban a pontosságfokozatosan növekszik: a modern ötnapos előrejelzések ugyanolyan jókmint 40 évvel ezelőtt - egynapos. Hasznos előrejelzés készíthető kilenc-tíz napra. A klasszikus modellek kiszámíthatósági határa pedig Alekszandr Csernokulszkij szerint két hét.
Mindezek a modellek ugyanazon az elven épülnek fel.Az időjárást több alapegyenlet írja le, amelyeket lépésről lépésre a megfigyelési adatok helyettesítésével oldanak meg, és nem általános formában, ahogy az iskolában tanítják - egyszerűen nem oldhatók meg így.
Annak érdekében, hogy ne kerüljön olyan kényelmetlen helyzetbe, mint egykor Lorenz tette, a modellt 10-20 alkalommal futtatják le, kissé megváltoztatva a kezdeti értékeket – a különböző lehetőségek mérlegeléséhez hozzáadódik a zaj.
- Mágneses viharok
A tudósok szerte a világon 70 éve dolgoznakhogy kiderítse a napkorona rendellenes felmelegedésének okait. Ez a folyamat mágneses viharokkal társul, amelyeket még mindig lehetetlen pontosan megjósolni.
A napkorona - külső réteg hőmérsékletea Nap légköre - körülbelül 1 millió Celsius fok, és néhol eléri a csaknem 10 milliót, az alsó légkör azonban csak 5,5 ezer fokot.
Ennek eredményeképpen a következtetés az, hogy minél távolabb van a Nap középpontjától, annál melegebb, bár belül ennek az ellenkezője igaz. Még mindig tisztázatlan a mechanizmus, amellyel a korona felmelegítése működik.
Alfvén terjedése integet Samaránaktudósok vizsgálják a mágneses gázdinamika egyenleteit. A munka eredményei alapján a tudósok olyan egyenletrendszereket mutatnak be, amelyek matematikailag pontosan leírják a napkoszorú plazma fűtésének különböző paramétereit és modelljeit.
- Vulkánkitörések
A Stanford Egyetem kutatóielemezte a Kilauea vulkán kitörése után a lávában megfagyott olivinkristályok helyét. Tehát a tudósok megtudhatták a föld belsejében zajló folyamatok részleteit - ezek az információk segítenek megjósolni a jövőbeni kitöréseket.
A tudósok kifejtették, hogy megpróbáltak alkotnialgoritmus a vulkánkitörések előrejelzésére. Számos folyamat, amely erre utalhat, mélyen a föld alatt zajlik le a lávacsövekben. Egy kitörés után minden olyan földalatti jelző, amely nyomokat adhat a felfedezőknek, szinte minden esetben megsemmisül.
A kutatók tehát a több mint fél évszázaddal ezelőtti Hawaii hatalmas kitörése során keletkezett olivinkristályok tanulmányozására összpontosítottak.
Ezt követően a Stanford kutatóiAz egyetemek megtalálták a módját a magmaáramlás számítógépes modelljeinek tesztelésére, amelyek szerintük több adatot tárhatnak fel a múltbeli kitörésekről, és elősegíthetik a jövőbeni előrejelzést.
- Tűz
Egyetemi tűzlaboratóriumi kutatásBrigham Young egyesült államokbeli neve pontosabb képet ad arról, hogy hol kezdődnek és hogyan terjednek a tűzvészek. A tudósok bíznak abban, hogy minden új adat, amely elősegíti a természeti katasztrófák ellenőrzését, dollármilliókat fog megtakarítani az ország költségvetésében.
Tanulmányok kimutatták, hogy a kémiai összetétela cserjés elengedhetetlen ahhoz, hogy milyen gyorsan égjenek. A tűz közelében talált növénytípus segíthet megjósolni, hogyan terjed a tűz, és milyen gyorsan terjedhet más növényfajokra.
A kísérlet célja a fejlesztéstűz előrejelzési modellek. Mivel az erdészeti szolgálatnak és az amerikai kormányzati szerveknek évente több milliárd dollárba kerül az ellenük való küzdelem, elengedhetetlen minden olyan kutatás, amely elősegítheti a tűzoltás hatékonyságát - jegyezték meg a kutatók.
- Klímaváltozás
Az oslói norvég üzleti iskola kutatóilétrehozta a klímaváltozás matematikai modelljét, amely szerint az összes kibocsátás megszűnése után a hőmérséklet emelkedése még legalább 100 évig folytatódik.
A kutatók a modelljükben használtákinformációk az éghajlatról 1850-től napjainkig. Ennek alapján megjósolták, hogyan változik a globális hőmérséklet, és mennyivel emelkedik a tengerszint 2500-mal.
Ennek eredményeként kiderült, hogy ha a kibocsátás csúcsaAz üvegházhatású gázok 2030 körül jelentkeznek, és 2100-ra nullára csökkennek, majd 2500-ra a globális hőmérséklet még mindig három fokkal lesz magasabb, a tengerszint pedig 2,5 méterrel lesz magasabb, mint 1850-ben. És ez a legkedvezőbb előrejelzés.
Noha a levegőből származó szén-dioxid egy részét elnyeli a biomassza, a talaj és az óceánok, ez semmiképpen sem állítja le a globális felmelegedést. A visszatérés pontja 2020 előtt telt el.
Hogyan javíthatjuk előrejelzéseinket?
A jövőben az adatminőség javulni fogspektroradiométerek, radarok és lidarok (lézerek) új műholdakon. A fejlett űrhajók már képesek felszereléseket irányítani, ha szükséges.
Egy másik ígéretes irány a mérések közönséges okostelefonokkal, amelyek mindenféle érzékelővel és egyéb szórakoztató elektronikával vannak felszerelve.
Van egy másik probléma – a kicsinyítésselmodell és az adatmennyiség növekedésével a számítások bonyolultsága óriási mértékben megnő. Például az időjárás-előrejelzés a világ legerősebb számítógépeit használja.
Drágák, és teljesítményük magasabb.nem növekszik ugyanolyan ütemben: a szilícium mikrokapcsolásoknak szinte nincs hova fejlődniük. Ezenkívül a modern meteorológusok milliónyi kódsorral rendelkeznek, ami megnehezíti a számítások optimalizálását.
Olvass tovább
A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?
A tudósok felfedezték Odderon mitikus részecskéjét
A legtitokzatosabb természeti jelenség. Honnan származik a gömbvillám és hogyan veszélyes?