STRONG LAPSE CONDITION (LOOPING)
WEAK LAPSE CONDITION (CONING)
INVERSION CONDITION (FANNING)
Examples of Atmospheric Stability (attribution)
Bij weersvoorspellingen worden voorspellingsmodellen gebruikt om toekomstige toestanden van de atmosfeer te voorspellen, gebaseerd op hoe het klimaatsysteem in de loop van de tijd evolueert vanuit een initiële toestand.
Hoewel de voorspellingsmodellen behoorlijk complex zijn (en sterke wetenschappelijke en technische capaciteiten vereisen ), is de wetenschap van het analyseren van die voorspellingsmodellen en het verifiëren van hun nauwkeurigheid , door feitelijke empirische waarnemingen te vergelijken met voorspelde waarden, vrij eenvoudig.
Voor het domein van de luchtkwaliteit is het, net als voor weersvoorspelling, mogelijk om modellen te definiëren die gebruikt worden om de toekomstige reeks van luchtverontreiniging te voorspellen. Er zijn eigenlijk tal van dergelijke modellen , vaak aangeduid als Atmospheric Dispersion Modeling . En net als weersvoorspellingen kan hetzelfde concept van nauwkeurigheidsanalyse worden toegepast op voorspellingen van atmosferische vervuiling.
Dit artikel is het eerste van een serie over luchtkwaliteitsvoorspellingen.
--
De voorspelling van de luchtverontreiniging voor PM 2,5 is al beschikbaar in het World Air Quality Index-project voor Azië , Europa en de hele wereld .
Maar de gegevens die worden gebruikt om de voorspellingsmodellen te voeden, zijn grotendeels gebaseerd op satellietobservatie (zie dit artikel ) in plaats van op metingen van terrestrische stations.
Het gebruik van satellietgegevens heeft het voordeel dat het elk deel van de wereld kan bestrijken, inclusief de oceanen, op voorwaarde dat er geen wolken zijn. Maar aan de andere kant zijn satellietgegevens ook inherent minder nauwkeurig en slechts twee keer per dag beschikbaar, vergeleken met 24 keer (elk uur) voor aardse waarnemingen. Gezien de dynamiek van de luchtverontreiniging in Azië zou het hebben van slechts twee metingen per dag een significante werkelijke voorspellingsfout in de voorspelling kunnen veroorzaken, volgens de classificatie van Rosanne Cole [2] :
Een waargenomen voorspellingsfout kan datafouten van twee soorten bevatten: (1) meetfouten in de gegevens die worden gebruikt om de voorspelling te construeren en (2) meetfouten in de gerealiseerde waarde. Gegevensfouten van de eerste soort zullen een onderdeel zijn van de werkelijke voorspellingsfout
Fouten van type 2 houden verband met het spreidingsmodel dat voor de voorspelling wordt gebruikt. Omdat er verschillende modellen worden gebruikt voor de verschillende landen en continenten (dit is momenteel het geval voor het World Air Quality Index-project), moet de nauwkeurigheidsanalyse voor elk model worden uitgevoerd. Om te beginnen zal dit artikel zich dus concentreren op het model dat voor het Aziatische continent wordt gebruikt. In een later bericht zullen we de analyse uitbreiden naar meer continenten.
--
Terug naar de initiële vraag over de nauwkeurigheid van de voorspelling: een laatste item waarmee rekening moet worden gehouden bij de analyse: hoe ver van tevoren de voorspelling in de computer wordt weergegeven. Hoe minder er vooraf is, hoe nauwkeuriger het model waarschijnlijk zal zijn. Dus om te beginnen zijn de volgende analysegrafieken gebaseerd op de voorspelling "dag +1" (bijvoorbeeld de voorspelling voor de volgende dag, of als het een dinsdag is, dan is de voorspelling voor de woensdag).
Er zijn verschillende manieren om de nauwkeurigheid weer te geven, waarvan de meest voor de hand liggende een eenvoudig getal is dat het percentage van de voorspelling weergeeft dat overeenkomt met de werkelijke waarneming. Maar omdat we geloven dat grafische visualisatie veel krachtiger is dan cijfers, geven we er de voorkeur aan om de samengevoegde voorspelling/observatiematching voor verschillende steden in Azië te presenteren. De vierkantjes bovenaan zijn de empirische waarnemingen en die onderaan de voorspelde waarden.
Als je alle onderstaande grafieken bekijkt, kun je behoorlijk teleurstellende resultaten opmerken voor Guangzhou, Chengdu en Zuid-Korea... in die mate dat het model dat voor Azië wordt gebruikt bijna zou kunnen worden gediskwalificeerd voor openbaar gebruik. Dit is iets dat we zullen schrijven in het tweede bericht van deze serie over luchtkwaliteitsvoorspellingen.
--
--
Enkele interessante links voor diegenen die meer willen lezen over de nauwkeurigheid van prognoses:
