Верификация гидрологических прогнозов: введение

Детерминистские/Вероятностные прогнозы

Мы рассмотрим примеры как детерминистских, так и вероятностных прогнозов для поста, на котором паводочный уровень равен 22 м.

Пример водомерного поста

Допустим, что, согласно детерминистскому прогнозу, уровень воды поднимется до максимальной отметки 22.1 м, что на 0.1 м выше паводочного уровня.

Если наблюденный максимальный уровень воды составлял всего 21.9 м, то паводок не наблюдался, поскольку наблюденный уровень на 0.1 м ниже паводочного. В этом случае прогнозное значение попадет под параметры паводка, а наблюдаемое значение – под параметры отсутствия паводка.

Несмотря на то, что детерминистский прогноз был очень близок к наблюдаемому значению уровня воды, при использовании порогового значения категориального прогноза, превышающего паводочный уровень или равного ему, прогноз будет считаться ложной тревогой.

Пример водомерного поста – вероятностный прогноз

Теперь рассмотрим вероятностный прогноз для аналогичной ситуации. Наш вероятностный прогноз говорил о том, что вероятность того, что паводочный уровень 22 м не будет достигнут, составляет 40%, тогда как вероятность паводка при уровне воды от 22 м и выше, составляет 60%.

Как и при верификации детерминистского прогноза, мы хотим сравнить эти вероятностные прогнозы с данными наблюдений. Но одно единственное наблюдаемое значение не входит в диапазон вероятностей. Событие либо произошло, либо нет. Поэтому мы используем вероятность 100% для наступления наблюдаемого события или 0% для ненаступления наблюдаемого события. Таким образом, в нашем случае, если паводочный уровень 22 м был достигнут или превышен, то по результатам наблюдения было бы установлено, что вероятность паводка составляет 100%. Однако наблюденный нами максимальный уровень воды 21.9 м немного не достиг паводочного уровня, и, таким образом, вероятность паводка составляет 0%. Вместо полностью ложной тревоги, как мы видели на примере детерминистского прогноза, в вероятностном прогнозе вероятность того, что уровень воды будет ниже паводочного, составляла 40%, что и наблюдалось.