Верификация гидрологических прогнозов: введение

Диаграмма распознавательной способности

Диаграмма распознавательной способности для максимального, среднего и минимального наблюденного стока

Теперь мы можем использовать информацию из таблицы, в которой представлены вероятности прогнозных значений стока, обусловленные подгруппами наблюденного стока, и построить диаграмму распознавательной способности.

На оси X диаграммы распознавательной способности представлены пять категорий стока от «очень низкого» до «очень высокого». На оси Y показана относительная повторяемость прогнозных значений.

Сначала рассмотрим синюю пунктирную линию, которая соответствует информации, представленной в столбце 2. Она показывает, что при наблюденных значениях низкого стока повторяемость таких категорий прогнозных значений, как очень низкий или низкий сток, равнялась 0.4, а вероятность среднего значения стока составляла 0.2. Повторяемость прогнозных значений для таких категорий стока, как высокий и очень высокий, снижается до 0.0. Если вы вспомните функцию плотности распределения вероятностей (ФПРВ) из раздела 2, то поймете, что синей пунктирной линией обозначена ФПРВ прогнозных значений при наблюденном низком стоке.

Зеленая пунктирная линия, соответствующая данным в столбце 3, представляет ФПРВ прогнозных значений при наблюденном среднем стоке. Она показывает относительно более низкие вероятности для таких категорий прогнозных значений, как очень низкий и низкий сток, по сравнению с категориями прогнозных значений от среднего до очень высокого стока.

Красная сплошная линия, соответствующая данным в столбце 4, представляет ФПРВ прогнозных значений при наблюденном высоком стоке.

Обратите внимание, что пунктирная зеленая линия очень похожа на сплошную красную линию. Это означает, что вероятности прогнозируемых значений при наблюденном среднем стоке были аналогичны вероятностям при наблюденном высоком стоке. Другими словами, прогностическая система не очень хорошо различает средние и высокие значения стока. Прогностическая система проявляет хорошую распознавательную способность в отношении низкого стока. Мы можем так сказать, потому что, если посмотреть на синюю пунктирную кривую, то можно заметить более высокие вероятности таких категорий низкого стока, как очень низкий и низкий сток, а ФПРВ несколько отделена от двух других кривых. Это означает, что прогнозные значения для случаев наблюдавшегося низкого стока отличались от тех случаев, когда наблюдался средний или высокий сток.

Примеры распознавательной способности для прогнозов максимального стока

В идеале, распределение наблюденных значений на три подгруппы должны быть очень четким, и это должно подтверждаться кривыми ФПРВ. На графике слева мы можем видеть, что каждая ФПРВ прогнозных значений для каждой подгруппы наблюденных значений стока отличается от двух других. Это свидетельствует о хорошей распознавательной способности прогнозов. Другими словами, прогнозы в отношении каждого наблюдаемого условия были уникальными. И в этом идеализированном случае подгруппы наблюденных значений соответствуют прогнозным значениям. Например, ФПРВ наблюденных значений высокого стока расположена справа на оси X, где отображаются прогнозные значения высокого стока.

И наоборот, графики ФПРВ для прогностической системы с низкой распознавательной способностью показывают небольшие различия между распределениями или вообще не отображают этих различий и часто сходятся на линии вероятности климатологического прогноза.

Диаграмма распознавательной способности для максимального, среднего и минимального наблюденного стока

Вернемся к нашей диаграмме распознавательной способности и предположим, что она представляет прогнозы максимального стока талых вод с заблаговременностью четыре месяца. Теперь построим диаграмму распознавательной способности для того же района и тех же переменных, но на этой диаграмме, расположенной ниже, будут отображены прогнозы с заблаговременностью один месяц.

Вопрос

Диаграмма распознавательной способности для максимального, среднего и минимального наблюденного стока

Что можно сказать о прогнозах с заблаговременностью один месяц по сравнению с прогнозами с заблаговременностью четыре месяца?

Выберите все подходящие варианты.

Правильные ответы – а) и г)

Прогнозы c заблаговременностью один месяц показывают лучшую распознавательной способность, что видно по хорошо разделенным кривым ФПРВ для подгрупп минимального, среднего и максимального стока. Такие прогнозы лучше прогнозов с заблаговременностью четыре месяца, которые показывают небольшую распознавательной способность при различении подгрупп среднего и максимального стока. Это означает, что, с учетом наблюденных значений, прогноз с заблаговременностью один месяц показал хорошую распознавательной способность в отношении всех подгрупп.

Выберите.