Морские прогнозы

Рассмотрим классификацию морских прогнозов по наиболее важным признакам, к которым относятся их заблаговременность и методы составления (рисунок 1).

Классификация морских прогнозов

Рисунок 1 - Классификация морских прогнозов

По заблаговременности их целесообразно разделить на:

  • сверхкраткосрочные прогнозы с заблаговременностью не более 3 ч;
  • краткосрочные прогнозы с заблаговременностью от нескольких часов до нескольких суток;
  • среднесрочные прогнозы с заблаговременностью в диапазоне 5-15 сут;
  • долгосрочные прогнозы с заблаговременностью от нескольких недель до года;
  • сверхдолгосрочные прогнозы с заблаговременностью в диапазоне от года до нескольких десятилетий;
  • климатические прогнозы с заблаговременностью более нескольких десятилетий.

По методу составления прогнозы разделим на :

  • гидродинамические,
  • генетические,
  • вероятностные,
  • физико-статистические,
  • статистические,
  • экспертные.

 

Гидродинамические методы

Основа – система уравнений гидро- и термодинамики, к которым возможны два подхода:

  1. аналитическое решение системы уравнений при определенных допущениях и упрощениях;
  2. численное решение дифференциальных уравнений и доведение их до разностных схем.

Принципиальные трудности:

  • уравнения относятся к классу нелинейных, поэтому для них трудно получить аналитическое решение;
  • начальные и граничные условия обычно неизвестны с достаточной точностью,
  • параметризацию подсеточных процессов, обусловленных мелкомасштабными явлениями, сложно осуществить с требуемой точностью,
  • как правило, жесткие требования к составу и качеству исходной информации.

В течение длительного времени главным сдерживающим фактором развития гидродинамических методов прогноза являлась проблема информационного обеспечения. Однако с развитием компьютерных технологий, заметным прогрессом в спутниковом мониторинге океана, созданием глобальных и, самое важное, оперативно пополняемых архивов гидрометеорологических данных, можно ожидать их дальнейшего развития.

 

Генетические методы

Основа – предположение о том, что колебания гидрометеорологических процессов являются вынужденным откликом на действие внешних сил: долгопериодных колебаний приливообразующих сил Луны и Солнца, свободных и вынужденных движений полюса Земли, солнечной активности, изменений скорости вращения Земли и т.п.

Вначале осуществляется разделение временнóго ряда методами полосовой фильтрации на составляющие, соответствующие периодам колебаний внешних сил. Затем для каждой составляющей находится свое уравнение регрессии с внешней силой. После этого, складывая отдельные уравнения, можно получить общее уравнение для прогноза рассматриваемого элемента. В настоящее время используются редко.

 

Вероятностные методы

Основа –  исключительно закономерности внутренней структуры самого процесса, т.е. инерционность и цикличность временнóго ряда.

К вероятностным методам относятся:

  • методы экстраполяции,
  • динамико-статистический метод,
  • авторегрессионные модели
  • адаптивные модели
  • Байесов подход

Как правило, они не требуют привлечения дополнительной информации. В силу своей простоты получили широкое распространение.

Физико-статистические методы

Основа – установление физических связей изучаемого параметра с определяющими факторами и  построение с помощью статистических методов прогностической модели, заблаговременность которой зависит от инерционности воздействующих на изучаемый параметр факторов. Обычно физические связи устанавливаются на основе интегральных уравнений баланса какой-либо субстанции или уравнений гидро- и термодинамики.

Построение физико-статистических моделей обычно выполняется в рамках комплекса методов многомерного статистического анализа, однако доминирующую роль при этом играет метод множественной регрессии.

Статистические методы

Данные методы представляют некий промежуточный вариант между вероятностными и физико-статистическими методами. По существу, они основаны на модели «черного ящика», когда сигнал на выходе из «черного ящика» (функция отклика, предиктант) представляет собой результирующий эффект воздействия на него системы сигналов на входе в «ящик» (факторов, предикторов) без учета того, как это происходит. Это означает, что строится исключительно статистическая модель без четкого обоснования физических связей между предикторами и изучаемым процессом.

Математическим аппаратом обычно служат классический метод множественной линейной регрессии и его различные модификации. Кроме того, определенное распространение получили дискриминантный и кластерный анализ, а также другие методы.

Впрочем, отметим, что четкое обоснование физических связей возможно далеко не во всех случаях, в то время как задача построения прогностических моделей всегда имеет важное практическое значение.

Экспертные методы

Суть – волевое назначение экспертом возможного значения рассматриваемого показателя на основе каких-либо теоретико-гносеологических соображений. В этом случае объем исходной выборки обычно не имеет принципиального значения.

Наиболее широкое распространение получили аналитический метод и метод «комиссий». Первый выражает индивидуальную точку зрения эксперта, сформулированную им по поводу тенденций развития изучаемых явлений и процессов в публикациях, аналитических записках, научно-технических отчетах, экспертизах и т.п. Метод комиссий представляет коллективное мнение экспертов по выработке документов о перспективах развития объекта прогнозирования.

Последнее изменение: Четверг 25 Октябрь 2012, 05:27
Пропустить Навигация

Навигация