| Автор |
Сообщение |
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 7 Фев 2020 01:09 - Поправил: matrix145
Долгосрочное прогнозирование метеорологических параметров методом внутренних пересечений
Описанный ниже статистический метод позволяет прогнозировать не только отклонение среднемесячной температуры от нормы, но и распределение волн тепла и холода внутри месяца. Метод прост и универсален, он подходит для любых метеорологических параметров взятых для любой метеостанции. Для Кургана среднегодовая точность по знаку температурной аномалии составляет 79%. По трём температурным градациям – 78%. Метод внутренних пересечений также подходит для прогнозирования крупномасштабных индикаторов атмосферной циркуляции, а именно индекса северо-атлантического колебания (NAO) и арктической осцилляции (AO). Точность прогнозирования знака AO составляет 86% за промежуток времени с декабря по март.
http://www.winstein.org/blog/2020-02-07-510
|
kostian
Участник
В печали. Нет бессмысленной войне!
|
# Дата: 7 Фев 2020 01:35
matrix145
Спасибо за очередную интересную статью! Пару вопросов:
1. Вы не исследовали корреляции аномалий атмосферного давления и аномалий температуры? Я так понимаю, вместо атмосферного давления рассматривается индекс AO.
2. С зимой понятно: тут тесная взаимосвязь индекса AO с аномалиями температуры очевидна. А как быть летом? Летом такой тесной связи нет и прогноз на месяц вперед представляет собой более сложную задачу, чем зимой. Летом много мелких факторов влияет, создающих сильный шум.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 7 Фев 2020 01:46 - Поправил: matrix145
kostian
1. Проверял по высотам. За приземной температурой коррелируют все высотные параметры. В январе у t850 над Курганом такое же распределение, какое и у приземной. Корреляция 0.85. В январе проблема только в том, что основной вклад делает третья декада, соответственно, все параметры будут коррелировать только после 20 января. В Москве тоже период максимальной корреляции выпадает на начало третьей декады.
График для июля. Здесь всё пересекается внутри месяца. Очень неудобно.
2. Если честно, я не очень понимаю, зачем при положительной температуре в Северном полушарии считают NAO и AO. Они не дают никакого сигнала, хотя даже летом там есть точки корреляции со средним значением, но использовать это никак нельзя. Думаю)
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 7 Фев 2020 01:49
Корреляция AO со средним значением в феврале. Обратите внимание, что период максимальной корреляции приходится на 5-9 февраля. В этом году на этот срок индекс повысится практически до рекордных значений. Сигнал очень сильный. AO в феврале и марте могут выйти положительными. О холодах можно забыть.
|
isamegrelo
Участник
Zugdidi
|
# Дата: 7 Фев 2020 01:55
В прошлом сентябре я проделал тоже самое. Определил, что Тср. года по большому счету зависит от февраля и июля.
Только вот создатели сайта picshare.ru оказались паразитами, удалили все графики.
http://meteoclub.ru/index.php?action=vthread&forum =2&topic=3197&page=223#9
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 7 Фев 2020 11:48
matrix145
Спасибо, прекрасное исследование!
Не хотите заняться метеорологической наукой и, может быть, написать диссер?
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 7 Фев 2020 12:55
CorvusCorax
Чтобы заниматься наукой необязательно иметь профессиональный статус. Есть ведь гражданская наука, которую тоже должен кто-то поддерживать. А диссертации это скукотища жуткая)))
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 7 Фев 2020 19:44 - Поправил: matrix145
Сопоставление обычного климатического прогноза и прогноза по методу внутренних пересечений на 10-28 сутки февраля для Кургана за 30 лет.
В данном случае было выделено 10 базовых сценариев с аномалиями: -6, -4, -3, -1, 0, 1, 3, 4, 5, 7 градусов
Каждый средний сценарий соотносился с фактическими данными. Обычный прогноз по климату дал среднюю ошибку 6 градусов, а прогноз по МВП 4,1 градуса.
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 9 Фев 2020 13:07
matrix145
У Вашей методики есть один, потенциально опасный, недостаток. Вот Вы посчитали корреляции за 30 лет. А где гарантия, что эти корреляции будут действовать и дальше, в 31-1, 32-й год и так далее?
Может быть, это всё случайная игра случайного сочетания синпроцессов, белый шум?
Хорошо бы посчитать корреляции, например, по 20-летиям (1960-1979,
1980-1999, 2000-2019) и сравнить их между собой. Если картина будет похожая, вот тогда можно говорить о надёжной связи.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 9 Фев 2020 15:50 - Поправил: matrix145
CorvusCorax
В статье я приводил сравнение для января между периодами 1990-2019 и 1961-1990. Графики сходятся. С индексами NAO и AO ситуация аналогичная
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 9 Фев 2020 19:31
Как и в Кургане, в Москве точка максимальной корреляции выпадает на 12 февраля. В Москве за 30 лет коэффициент 0.84, оправдываемость по знаку 90%. Внутри тёплого месяца 12 февраля с вероятностью 90% стоит тёплая погода. Внутри холодного ситуация противоположная.
12 февраля является точкой пересечения для значительной части Европы и ЕТР.
Самый низкий коэффициент наблюдается 22 февраля. Чаще всего в этот день наблюдается относительное понижение температуры. Внутри ОТ месяцев понижение до нормы, либо чуть выше нормы. Период максимального снижения 17-24 февраля.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 9 Фев 2020 19:38 - Поправил: matrix145
Так как, у 12 февраля корреляция составляет 0.84, то можно предположить, что среднемесячная в Москве будет выше нормы на 5-6 градусов. 12 февраля среднесуточная будет на 10 градусов выше нормы. Например, в 1990 году аномалия 12 декабря была +11 градусов, а среднемесячная оказалась выше нормы на 8 градусов.
|
Shadow
Участник
Санкт-Петербург
|
# Дата: 9 Фев 2020 21:32
matrix145
Я просмотрел архивы по температурам различных февралей в Москве. Возникло такое предположение: в февралях с заметными положительными или отрицательными аномалиями знак аномалии сохраняется почти весь месяц: то есть в ОТ февралях почти все дни Т или ОТ, а в ОХ - почти все Х или ОХ.
В этом случае очевидно, что скорее всего, и 12 февраля, знак аномалии (и даже ее величина) вполне могут коррелировать с итоговой Тан месяца.
Но наверняка то же самое и для других дней середины месяца?
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 9 Фев 2020 21:39 - Поправил: matrix145
Shadow
В этом случае очевидно, что скорее всего, и 12 февраля, знак аномалии (и даже ее величина) вполне могут коррелировать с итоговой Тан месяца.
В этом и заключается суть метода пересечений. Я ведь всё в статье расписал))))
Этот график показывает как те или иные дни коррелируют со среднемесячной. И день необязательно должен выпадать на середину месяца.
При аномалии 5-6 градусов внутри месяца бывает от 20 до 25 тёплых дней.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 9 Фев 2020 23:54
В марте в Москве точка максимальной корреляции выпадает на 3 марта (0.81), оправдываемость по знаку 87%. В Москве первая декада очень хорошо коррелирует со среднемесячной. Внутри тёплого месяца наблюдается чёткое повышение температуры в первой декады, понижение на общем фоне в середине месяца и возвращение тепла в третьей декаде.
3 марта как предиктор работает для всей ЕТР
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 11 Фев 2020 18:19
Посчитал точки пересечения в феврале в Москве за период классической нормы. Раньше период максимальной корреляции длился 8 дней с 5 по 12 февраля. Точка максимальной корреляции 8 февраля (0.79), оправдываемость по знаку 73%.
За последние 30 лет период максимальной корреляции длится 9 дней с 5 по 13 февраля. Графики между собой коррелируют с коэффициентом 0.52. За 29 лет точка корреляции сдвинулась на 4 дня. Поэтому я рекомендую использовать самые последние данные за 30 лет.
По реанализу NCAR 8 февраля коррелирует со среднемесячной с коэффициентом 0.8. Точка находилась в самом центре ЕТР.
|
Sanek06
Участник
|
# Дата: 11 Фев 2020 20:37
matrix145
А если взять последние 5 лет, что показывает ваш метод? Думаю, там по этому же методу будет низкая корреляция на всем временном промежутке.
Хотя низкая корреляция начала февраля довольно таки любопытна. Как вариант- высокая частота циклонов именно в это время года. Есть ли такая корреляция для 1-8 февраля по частоте циклонов?
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 11 Фев 2020 20:50 - Поправил: matrix145
Sanek06
Ошибаетесь))) Корреляция будет ещё выше. У 12-13 февраля корреляция 0.8-0.9. Здесь даже отчётливее видно, что в начале третьей декады внутри тёплого месяца происходит похолодание, а внутри холодного потепление.
За 5 лет глупо считать корреляцию, слишком маленькая выборка. Никто ведь за 5 лет не считает климат. Для описания климата используется период 30 лет. Здесь тоже самое, для получения сильных связей лучше использовать последние три десятилетия.
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 12 Фев 2020 04:10 - Поправил: CorvusCorax
Никто ведь за 5 лет не считает климат
matrix145
Ну почему же. Климатические описания аэродромов, согласно руководящим документам, делаются как раз на основе 5-летнего ряда наблюдений, и каждые 5 лет выпускаются заново. Но там главный акцент не на Т, конечно, а на ВНГО, видимости, ветре.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 12 Фев 2020 15:47
CorvusCorax
Это скорее частный случай, чем тенденция. За 5 лет слишком много шумов.
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 12 Фев 2020 15:58
matrix145
Да, согласен.
|
Sanek06
Участник
|
# Дата: 13 Фев 2020 00:32
Перенес ответ из ветки про хвосты
matrix145
Я уже писал, что в Москве на начало третьей декады всегда приходится понижение температуры на общем фоне.
1. Для теплых февралей
2. Далеко не всегда... пиковые разницы корреляции порядка 0.3.
3. Не просто понижение на общем фоне, а понижение на общем фоне до нормы или до отсутствия положительной аномалии, чего скорее всего не случится. Успешным для текущего февраля прогноз считать нельзя. Просто понижение не является достаточным условием для положительной оценки и положительной корреляцией с вашим графиком. Если положительная аномалия сохранится то корреляция с вашим методом как раз отрицательной будет.
График ведь не размеры температурных аномалий иллюстрирует(типа чем выше показания корреляции тем больше была аномалия), а их наличие и частоту их возникновения. Размеры аномалии не имеют значения.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 13 Фев 2020 01:58
Продублирую ответ
Sanek06
И снова Вы ошибаетесь. Корреляции показывают не только совпадение по знаку аномалии, но и саму степень отклонения от нормы. В этом суть корреляции.
Если Вам будет проще, то коэффициент показывает вероятность повышения температуры в определенный день внутри тёплого месяца. Например, 12 февраля эта вероятность составляет 90%, а 22 февраля уже 60%. Статистически коэффициенты можно преобразовать в вероятность и самая низкая вероятность будет 22 февраля, следовательно в этот день вероятность понижения температуры на общем фоне выше, чем в остальные дни внутри месяца.
Кстати, 12 февраля в Москве температура была выше нормы на 8 градусов, значит среднемесячная будет выше нормы примерно на 5 градусов исходя из корреляции.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 13 Фев 2020 02:00
В качестве дополнительного инструмента долгосрочного прогнозирования вывел все графики и карты корреляции индексов на одну общую страницу.
Данные будут постоянно обновляться
http://www.winstein.org/naoao.html
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 13 Фев 2020 02:56 - Поправил: matrix145
Этой зимой в Гидрометцентре ожидали отрицательную фазу NAO. Прогноз якобы был составлен моделями в ГМЦ. Он был озвучен Вильфандом 12 декабря
По нашим моделям, в этом году будет отрицательная фаза североатлантического колебания. И это значит, что будут частые нарушения зональной циркуляции. Раз частые нарушения, значит, частые смены режима погоды".
https://rg.ru/2019/12/12/vilfand-rasskazal-o-volna h-holoda-nyneshnej-zimoj.html
Прогноз был озвучен 12 декабря, когда индекс был положительным все 12 дней декабря, а точка пересечения у NAO с сезоном выпадает на 10-15 декабря. То есть, если бы прогноз был выдан по методу внутренних пересечений, то он бы оправдался. Вообще, знак NAO декабря с вероятностью 79% соответствует среднесезонному знаку NAO. Корреляция между ними 0.88.
|
Sanek06
Участник
|
# Дата: 13 Фев 2020 04:53 - Поправил: Sanek06
matrix145
И снова Вы ошибаетесь. Корреляции показывают не только совпадение по знаку аномалии, но и саму степень отклонения от нормы.
Вместо тысячи слов - Формулу по которой вы расчитывали корреляцию - в студию пожалуйста!
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 13 Фев 2020 06:26 - Поправил: matrix145
Sanek06
Корреляция Пирсона везде одинаковая. Формула гуглится в 2 клика. Если хотите, можно посчитать коэффициент детерминации, он будет равен 0.7. Статистически значимым показателем является всё, что выше 0.5.
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 13 Фев 2020 06:57
Формулу по которой вы расчитывали корреляцию - в студию пожалуйста!
Sanek06
Формула коэф-та корреляции не придумана matrix145, а есть в любом учебнике мат. статистики, это азы.
Круче может быть только вопрос: формулу, по которой нашли, что 2 умножить на два равно 4 - в студию!
|
CorvusCorax
Автор сайта
|
# Дата: 13 Фев 2020 06:59
matrix145
Допустим, по вашему методу можно спрогнозировать АО и САО.
А что это даёт? Ведь чёткой связи между этими индексами и погодой в конкретном условном Кургане (либо, скажем, в макрорегионе типа Южного Урала или Средней Волги) нет.
|
matrix145
Участник
Курган
|
# Дата: 13 Фев 2020 07:28 - Поправил: matrix145
CorvusCorax
По ссылке представлены все карты демонстрирующие корреляции между индексами и температурой в Евразии.
Индексы являются лишь индикаторами определенных типов циркуляции, а их значение указывают на интенсивность этих процессов. На основе прогнозируемых индексов можно подбирать годы-аналоги и получать примерное распределение аномалий. При индексе NAO +0.5 будет одно распределение, а при индексе +1.5 совсем другое.
Все отрицательные индексы NAO в декабре и приземная температура
Все положительные индексы NAO в декабре и температура
|
