maanantai 9. helmikuuta 2015

Talvisään ennustamisen vaikeudesta - osa 2

Tämä bloggaus on jatko-osa edellisenä päivänä julkaistulle sääennustevertailulle, jossa arvioitiin yhden vuorokauden ennusteiden osuvuutta. En tässä bloggauksessa toista em:n tuloksia.

Nyt katsotaan viiden vuorokauden ennusteiden osuvuutta toteuma-ajalla 31.12.2014 - 8.2.2015. Tarkastelujaksoon siis kuuluu 40 päivän ennusteet, jotka on tehty ajalla 26.12.2014 - 3.2.2015. Ja seurattavina ennustelaitoksina olivat kotimaiset Ilmatieteen laitos (IL) ja Foreca sekä yhdysvaltalainen Weather Underground (WU).

Viiden vuorokauden ennusteiden tarkkuudet


Alla olevissa kuvissa leveimmällä harmaalla murtoviivalla on mitattu lämpötila ja ennustajien viisi päivää aikaisemmin ennustamat eri väreillä.

Huom: Klo 14-  ja Tmax-ennusteissa suurempi pystyakselin mittakaava


Jos eilisessä bloggauksessa olleet yhden vuorokauden ennusteet osasivat aika hyvin ennustaa tulevat lämpötilat, on epävarmuus viiden vuorokauden päähän kasvanut merkittävästi. Suurimmillaan ennustevirheet ovat useissa kohdin kymmenen asteen luokassa, mitä ei voi pitää vähäisenä. Verrattuna vuorokauden päähän tehtyisiin ennusteisiin ovat ennustevirheet viiteen vuorokauteen noin kaksinkertaistuneet.



Yllä olevan kuvan taulukoiden oikeaan reunaan on merkitty värillisin palkein kunkin ennustajan 68 prosentin osuma-alueet. Siis sille alueelle ennusteet tässä seurannassa osuivat 68 %:n todennäköisyydellä ja menivät sitten tuon alueen ohi 32 %:n todennäköisyydellä. Osumatarkkuudet olivat samaa suuruusluokkaa myös pistekohtaisissa klo 02:n ja 14:n ennusteissa. Mikäli vertailet yllä olevia kuvia eilisiin yhden vuorokauden ennusteisiin, ottanet huomioon Y-akselien erilaiset asteikot.

Viiden vrk:n ennustustarkkuus on siis oleellisesti heikompi yhden vuorokauden melko hyviin tuloksiin verrattuna. En ole kaikkien alojen asiantuntija, mutta ainakin entisessä työssäni suurimmat ennustusvirheet minimilämpötilojen osalta (esim. päivät 6 -12) olisivat aiheuttaneet kiroiluja ennustajien suuntaan, joskaan ne eivät vielä olisi välttämättä muuttaneet työsuunnitelmia. Rajoilla kuitenkin oltaisiin. Ehkä joillain muilla aloilla lämpötilaherkkyys on suurempaa, jolloin viiden vuorokauden talvisään ennustustarkkuus ei olisi riittävää.

Samoin kuin yhden vuorokauden ennusteissa suurimmat virheet syntyivät päiväkohtaisen minimilämpötilan ennustamisessa, joissa ennusteen virheen keskihajonta oli kaikilla ennustajilla noin 1,5 kertaa maksimilämpöennusteen virhettä suurempi. Siirryttäessä yhden vuorokauden ennusteista viiden vuorokauden ennusteisiin eniten tarkkuutta katosi Ilmatieteen laitokselta.


Viiden vuorokauden sääennusteen sarjan voitto ei ollut ylivoimainen, mutta kyllähän se silti selvä oli. Sen sijaan kakkostilasta käytiin tiukempi taistelu, joka ratkesi hyvin pienellä marginaalilla. Nimittäin ennusteiden virhepistekertymä - siis virhepiste jokaisesta asteen virheestä 40 seurantapäivän neljästä mittauspisteestä ja niiden summa - oli seuraava:

  1. Weather Underground 426 p.
  2. Foreca 466 p.
  3. Ilmatieteen laitos 469 p.
Kahden ennustuslajin jälkeen johdossa on minun yllätyksekseni Weather Underground (665p), toisena on Ilmatieteen laitos (704p) ja kolmantena on Foreca (752). Mutta kaikki on vielä mahdollista, sillä tätä kirjoitettaessa yhdeksän vuorokauden ennusteiden virhepistemäärät olivat 150 pisteen haarukassa. Tai onhan se jo ratkennut, mutta yhdeksän vuorokauden tulokset ja talvisään ennustuskisan voiton kerron vasta huomenna. Ennakkosuosikkinahan on tietysti parhaiten resurssoitu Ilmatieteen laitos, jonka sääennusteet ovat laitoksen oman ilmoituksen mukaan muita huomattavasti parempia.

Kirjoitussarjan kolmannen ja finaaliosan löydät täältä.

13 kommenttia:

  1. Ensimmäisessä väliotsikossa on virhe (pitäisi olla "viiden", kai). :) Antero

    VastaaPoista
  2. Oottekos huomanneet telkkariuutisten muutaman päivän sääennusteista sellaisen seikan, että kun he näyttävät ennustekäppyrän, niin siinä on punainen syherö, joka kuvaa sitä varsinaista ennustetta. Sen ympärillä on harmaa alue, joka laajenee aina pitemmälle ennustettaessa ihan ymmärrettävästä syystä.

    Jostain kumman syystä kuitenkin tämä punainen odotusarvokäppyrä tahtoo olla useimmiten hyvin lähellä harmaan alueen ylärajaa eikä suinkaan puolivälin paikkeilla kuten voisi olettaa. Mikähän siihen oikein voi olla syynä, että virhemahdollisuus tuppaa olemaan huomattavasti suurempi alaspäin?

    Tapsa

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Syy lienee se, että ennustemallien parvi painottuu alas ja meteorologi on (ehkä kokemusperäisesti) valinnut parven mediaanin yläpuolella olevan ennusteen todennäköisimmäksi.

      1 ja 5 vrk ennusteet ovat olleet keskimäärin vajaan asteen toteutuneita kylmempiä kaikilla ennustajilla. Mutta 9 vrk:n ennusteissa on yllätys. Ne ovat olleet keskimäärin 1,2 - 2,9 astetta toteutunutta kylmempiä ennustajasta riippuen. Ja siihen eroon tämä kisa huomenna ratkeaakin.

      Poista
    2. Sehän on tietenkin se kuuluisa ilmastonlämpeneminen. Se löytyy, mistäpä muualta kuin IL:n ennustajien pääkopasta. Siksi he haaveilevat aina tuloksista yläkanttiin.

      Poista
    3. Hmm.. mutta kun IL:kin ennustaa toteutunutta kylmempää. En oikein usko sääennusteita tekevien meteorologien ajattelevan muutamien päivien ennusteita laatiessaan ilmastonmuutosta. Sää muuttuu usein moninkertaisesti muutaman päivin aikana verrattuna keskimääräisen ilmaston muuttumiseen 100 vuodessa siinäkin tapauksessa, että uskoisimme AGW:en.

      Poista
    4. Kyllähän selvää taipumusta on ennustaa aina mieluummin lämpöisen suuntaan, jos se on otettu huomioon tässä harmaassa alueessa, niin tilastot saadaan osuvammiksi, kun varataan virhemarginaalia enemmän alaspäin. Tai sitten tämä on vaan minun tavanomaista vainoharhaisuuttani.

      Tapsa

      Poista
    5. Mutta kun minun 26.12.2014 alkaneen seurantani mukaan kaikki kolme ennustajaa ovat ennustaneet toteutunutta kylmempää?

      Poista
    6. Saattaa hyvin mennä vainoharhaisuuteni piikkiin tai sitten muistelen näitä pitkän ajan ennusteita, joissa (lähes) aina ennustetaan tulevan keskimääräistä lämpimämpää.

      Tapsa

      Poista
  3. Aloitin viime vuoden Heinäkuun 27. päivänä seuraamaan Ilmatieteenlaitoksen 7 päivän ennustetta. Seurantajaksot jakautuvat 8 viikon jaksoihin, ennustuspäivä on keskiviikkoisin ja ennuste ulottuu torstaista seuraavaan keskiviikkoon. Ennustepituuksia sisältyy dataan siis yhdestä päivästä seitsemään viikon välein. (En ole erotellut datasta eri pituisten ennusteiden vertailua, joskus sitten.)

    Ensimmäisellä 8 viikon jaksolla vuorokauden minimit ennustettiin reilusti yläkanttiin, vain muutamana päivänä minimilämpötilaa ei ennustettu toteutunutta lämpimämmäksi. Mutta seuraavilla jaksoilla tilanne alkoi tasoittua ja nyt talven tultua on ennusteet osuneet selvästi toteutunutta kylmemmiksi myös minimin suhteen. Muutos kesä-syksyn ennusteiden ja talven ennusteiden välillä on selkeä, toistaiseksi. Syytä on mahdoton arvailla, olisiko kesällä vain mukavampaa ennustella lämpimämpää ja talvella taas kylmempää?

    Jatkan seurantaa vuoden ympäri, jos siitä sitten viisastuisi, tai sitten jatkan siitäkin..

    Seurannan grafiikka päivittyy täällä melkeinpä päivittäin: http://www.rantai.fi/ilmaasema/seuranta.html

    VastaaPoista
  4. Muutama sana ennustamisen vaikeudesta. Lueskelen välillä tuulivoimayhdistyksen kotisivuja. Ne ovat samanlaiset propagandistiset kotisivut kuin joku Tiedonantaja lehti oli aikoinaan. Poistavat sieltä kotisivuilta välittömästi asiallisenkin kommentin, tai jonkin asian korjauksen, jos sellaisen nyt ylipäätään enää sinne onnistuu samaan. Mitään pelisääntöjä siellä ei Mikon blogin tapaan ole, vaan kaikkien asioiden tulee olla tuulivoimaa myötäileviä. Sen lisäksi se on lapsellisuuden huippuilmentymä, kun ajattelee ilmastorealismia ja siihen liittyviä asioita. Nyt sinne oli laitettu linkki vuoden 2012 uutisesta: http://yle.fi/uutiset/ilmastotutkija_jos_metaani_vapautuu_ilmakehaan_niin_peli_on_pelattu/6317948 (Tyypillistä YLE:ä!!!)

    Siinä ilmastotutkija Haapala lausuu mm. seuraavaa ”Pohjoinen jäätikköalue sulaa kiihtyvällä vauhdilla. Aiempien laskelmien mukaan alueelle povattiin jäätöntä kesää vuosisadan kuluttua, nyt jo 20-30 vuoden kuluttua. Rohkeimpien arvioiden mukaan jäätön kesä voisi olla jo kolmen vuoden päästä. Mitä pohjoisen jääalueille, arktiselle alueelle, oikein tapahtuu - siihen kävi vastaamassa erikoistutkija Jari Haapala Ilmatieteen laitokselta.”

    Tuo kolmen vuoden jälkeinen kesä on nyt käsillä. Saa nähdä kuinka lähelle ilmastotiedemies Haapala ennustuksessaan ensi kesänä osuu. Siihen liittyen täälläkin paljon puhuttu llmastokässäri ja siihen liittyvät mallit, taitavat näköjään olla jokaisen tiedemiehen tai toimittajan päästä kumpuavaa kulloiseenkin säähään liittyvää mielikuvitusta, joka usein sotii jopa IPCC:n raamatussa sanottuja asioita vastaan. Jännä nähdä 17 vuoden kuluttua kuinka taitavia ilmastotutkijoita, meteorologeja, toimittajia ja pääjohtajia meillä on ollut tämän Haapalan lisäksi. Vai jatkuuko selitysten tulva ja maalitolppien siirtely loputtomiin. Ainakin tuuliparonit näyttävät käyttävän sekasortoista tilannetta surutta hyväseen ja hakevat tuollaisilla epätoivoisilla vanhoilla kuvauksilla hyväksyttävyyttä Suomen kansallismaisemat ja luonnonrauhan tuhoaville myllyilleen, vaikka niille annetuilla miljardieuroilla tehtäisiin globaalissa asiassa paljon enemmän luonnonsuojelutyötä siellä, missä ongelmat ovat suurimmat. Valitettavaa on, että Suomen kansa on yleisesti ottaen niin käsittämättömän tyhmää, että luulevat voivansa vaikuttaa maailman kulkuun vaikkapa noiden tuulimyllyjen kautta.

    Minä veikkaan, että molemmat navat ovat tukevasti jäässä ensi kesänä, 20 vuoden kuluttua sekä 2100.

    Pave

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Mitäköhän Haapala tuolla pelatulla pelillä tarkoittaa, joka ei ole mielipide? Entä sitten tällä kerralla valittu kerroin, 50 metaanille hiilidioksidiin verrattuna?

      Näitä erilaisia lukuja vilisee tältä porukalta. Nykyinen hiilidioksiditaso vaimentaa avruuteen pääsevää säteilyä n. 30 W/m^2. Haapala väittää siis, että jos metaania tuptahtaisi samanverran, sen vaimennus olisi 1500 W/m^2! Valitettavasti tuollaista tehoa ei palloltamme löydy.

      Alailmakehän säteilytasapainoon CO2 vaikuttaa n. 7 W/m^2. Haapalan mukaan metaanin vaikutus olisi 350 W/m^2.

      Oikea lukema olisi n. 6 W/m^2.

      Nämä lukemat pätevät vain pilvettömissä olosuhteissa. Pilvisellä säällä nämä jälkimmäiset luvut eivät muut miksikään millään metaanitasoilla, joten luvut pitää vielä jakaa melkein kahdella.

      Nämä N-kertaiset huuhaat tulevat siitä, että nykyisillä CO2-tasoilla sen lisäksen vaikutus on varsin olematon kyllästyneisyysasteesta johtuen. Metaani ei ole vielä kyllästynyt, mutta kyllästyy varsin nopeasti, kun säteilyintensiteetti on sen alueella varsin mitätön.

      Saahan tuosta 50-kertaisuudesta komeita kauhukuvia, kun suurin osa niihin uskoo. Todellisuudessa metaani on kaikilla pitoisuuksilla hiilidioksidia heikompi kasvihuonekaasu.

      Tapsa

      Poista
    2. Mikko on vastikään ruotinut tuota agw:n korviin niin ihanaa juttua, joka yhä uudestaan pulpahtaa jos missä tarpeellisessa tilanteessa esiin.

      Olen huomannut, että moni noita juttuja julkisuuteen antava henkilö haluaa julkisuutta itselleen. Se on sama ilmiö kuin salarakkailla, jotka jonkun siivellä pääsevät lehtiin. Luulen ettei tuon mielikuvitellun agw-kässärin pohjalta tekevät "tiedemiehet" edes jälkeenpäin häpeä juttujaan, vaan nauttivat suunnattomasti saamastaan huomiosta. Ne on Tuksu Tukiaisen sielunveljiä ja siskoja. Totuus paljastuu aikanaan, mutta aina parempi, kun pääsee julkisuuteen selittämään sitä, miksi ei mennytkään kässärin mukaan.

      Pave

      Poista