Vai ir pareizi mainīt viesuļvētras prognozes ar Sharpie Rotaļlietu?


Nē. Kāpēc tas ir pat jautājums? Jūs nevarat vienkārši mainīt un mainīt modeļa prognozes, jo gaidījāt kaut ko savādāku. Es, protams, runāju par šo slaveno dokumentēto viesuļvētras Dorianas prognozētā ceļa karti. Diagrammā, kas datēta ar 29. augustu, bija iekļauts balts “nenoteiktības konuss” ap negaisa paredzamo ceļu, kurš kāds vēlāk neveikli paplašināts ar Sharpie, lai iekļautu Alabamu – tieši pretēji faktiskajām laika apstākļu dienesta prognozēm.

Bet hey, kāds varētu teikt: “Tas ir čiekurs nenoteiktība, tad kas zina? Viena cilvēka minējums ir tikpat labs kā cita. ”Skatieties, es neesmu meteorologs, bet es domāju, ka man ir diezgan laba izpratne par šo visu zinātnes lietu. Tāpēc varbūt es varu palīdzēt izskaidrot, ko nenoteiktība nozīmē modeļa prognožu kontekstā.

Fotogrāfija: Chip Somodevilla / Getty Images

Lai to izdarītu, es izmantošu daudz vienkāršāku problēmu – paredzēt gaisā mestās tenisa bumbiņas ceļu. Šajā gadījumā, kad bumba atstāj manu roku, pie tās darbojas tikai divi galvenie spēki: lejupvērstais gravitācijas spēks un gaisa vilkšanas spēks, kas pretojas bumbas kustībai uz priekšu.

Patiesībā, iedziļinoties tajā, izrādās, ka gaisa vilkšana pati par sevi ir diezgan sarežģīta. Tas ir atkarīgs no gaisa blīvuma un bumbiņas lieluma, formas un virsmas faktūras. Tas ir atkarīgs arī no bumbas ātruma, kas nozīmē, ka tā mainās, bumbai virzoties. Tā ir smaga problēma, bet, ja es to sadalīšu mazos soļos, tā nav pārāk slikta. To sauc par skaitlisku aprēķinu.

Tātad, pieņemsim, ka mēs vēlamies paredzēt, kur bumba piezemēsies. Mēs varam izveidot matemātisku modeli, ievadīt dažas sākotnējās vērtības un mūsu skaitlisko aprēķinu rezultātus un saņemt atbildi. Vai tas būs pilnīgi precīzi? Nē, jo mēs nezinām visu par situāciju. Mūsu aprēķinātajam palaišanas ātrumam un palaišanas leņķim būs kļūdas robeža, un patiesībā ir vēl vairāk faktoru, kas ietekmē gaisa vilkmi. (Šīm lietām ir nozīme. Paskatieties tikai uz šovasar beisbolā plosītajām debatēm par pēkšņo mājas braucienu skaita pieaugumu.)

Ļaujiet man to parādīt, aprēķinot trīs tenisa bumbiņu trajektoriju. Šīs bumbiņas ir aptuveni vienādas, bet visas nedaudz atšķirīgas. Viņiem ir atšķirīgi sākotnējie apstākļi ar dažādiem vilkšanas spēkiem. Lūk, kas notiek. (Tas ir īsts kods. Ja noklikšķināt uz zīmuļa ikonas, varat to apskatīt un rediģēt. Pārleciet, tas ir jautri!)

Tagad iedomājieties, ka ir vēl virkne parametru. Varbūt kāds vējš virzās uz sāniem. Iespējams, es pat īsti nezinu, no kurienes sākas bumba. Jūs varētu iedomāties, ka ar daudzām un dažādām šī modeļa versijām tas var kļūt dīvaini. Tas ir tieši tas, kas notiek ar viesuļvētras prognozēm. Tāpēc jūs saņemat kaut ko ar virkni līniju, kas izskatās kā spageti.

Iepriekšminētajā modelī bumba nolaižas no 7,93 līdz 8,06 metriem. Vai ir iespējams nolaisties 8,7 metru augstumā? Protams, nedaudz mainot sākotnējos nosacījumus. Kas par 11 metriem? Hmmm … tas ir mazliet tālu. Divdesmit metri? Labi, tas ir tehniski iespējams, bet ārkārtīgi maz ticams.