Tuoreimmat

Wednesday, 19 August 2009 00:00

"Onnistuneita ennustuksia", toivottaa etana

Written by
Rate this item
(0 votes)

Mikä olisikaan parempi aika kuin kesä taivastella sääennusteita ja niiden ala-arvoista laatua. Tänäkin kesänä sademittari on monilla läikkynyt yli oikukkaista kesäsäistä siinä määrin, että Ilmatieteen laitos on saanut reilusti kansalaispalautetta. Tässä vaiheessa saattaa tulla mieleen, että aloitan epätoivoisen puolustuspuheenvuoron ja lyön lukijoita ilmakehän perusyhtälöillä ja perhosefekteillä päin näköä. Ajattelin kuitenkin pitää tämän puolen sivummalla ja lähestyn asiaa tavantallaajien näkökulmasta.

 

”Ilmatieteen laitoksen mukaan…”

 

Katsotaanpa aluksi, otteita Ilmatieteen laitoksen tämän vuosikymmenen sään ennustamista liippaavasta uutisoinnista.

Kelitiedot joulun ajomatkoille kännykkään

Ilmatieteen laitos ja Tieliikelaitos laajentavat yhteisiä palvelujaan päätiet kattavalla langattomalla ajokelipalvelulla. Palvelusta saa helposti kännykkään lähituntien keliennusteen kahden kaupungin tai hiihtokeskuksen väliselle tielle. (18.12.2002)

Ammattikuljettajille kehitetään ajantasainen varoituspalvelu

Ajantasainen automaattinen varoituspalvelu antaa puolestaan reaaliaikaisesti varoituksen muuttuneesta kelitilanteesta tai muusta yllättävästä, vaarallisesta häiriöstä, kuten ennakoimattomista liukkauksista, rajuista ukkoskuuroista ja lumimyrskyistä, voimakkaista tuulista ja onnettomuuksista. (15.11.2004)

Suomen tutkaverkoston täydentyminen parantaa sääennusteita (28.10.2005)

Uusi säämalli pyrkii kaupunginosan tarkkuuteen

Ilmatieteen laitos on ottanut testikäyttöön uuden AROME-säänennustusmallin prototyypin, joka kuvaa säätä kaupunginosan mittakaavassa. (8.6.2006)

Euroopan uusi sääsatelliitti tarkentaa sääennustuksia (17.10.2006)

Kesästä tulossa keskimääräistä lämpimämpi

Kesäkuusta elokuuhun ulottuvan jakson keskilämpötilan ennustetaan olevan suurimmassa osassa maata 0,5-1,0 astetta tavanomaista korkeampi. Sade-ennuste ei sen sijaan anna mitään mainittavaa poikkeamaa tavanomaisesta. (22.5.2008)

 

Uutisointi on vienyt eteenpäin ainakin kolmea eri viestiä:

1)      Uusi numeerinen malli, sääsatelliitti tai säätutka tarkentaa ennusteita (jopa kaupunginosamittakaavaan asti)

2)      Säätä voidaan ennustaa jopa kuukausia eteenpäin

3)      Voit tilata kännykkääsi täsmäsään omaan sijaintiisi tai ajoreitillesi

 

 

Kansa on puhunut

 

Kurkistetaan seuraavaksi tämän kesän vähemmän kannustavaan sääennusteisiin liittyvään kansalaispalautteeseen. Alla on vain murto-osa kriittisestä palautteesta ja yksittäisiä palauteviestejä on lyhennelty. Viestien julkaisemiseen ei ole kysytty palautteen lähettäjiltä lupaa (osa palautteesta on ollut myös anonyymiä), mutta näin esitettynä viestejä ei mitenkään voi yhdistää yksittäisiin henkilöihin.

 

”Tämä ei ole ainut kerta kun nämä pidemmän ajan ennusteet menevät täysin metsään. Eikö tietokoneaikana pystytä parempaan ennustavuuteen?”

 

”Kuinka månta vuotta siellä yliopistosasa pitää istua, että pystyy noita arpomaan. Koskaan ei 3 vrk ennuste pysy ennallaan kuin muutaman tunnin... hei haloo, jos saisin itsekin korjailla tuolla tavalla työn tuloksia, niin eipä olisi hätäpäivää.”

 

”Teidän "sääennusteet" on perseestä. Aina ne vaihtuu ja ei pidä paikkaansa.”

 

”On se kumma ettette osaa käyttää kalliita tietokoneitanne ja varoittaa ihmisiä ajoissa moisista myrskyistä!!! MITEN TÄLLAINEN VOI OLLA NYKYPÄIVÄNÄ MAHDOLLISTA ????”

 

”yllätyksiä sattuu,mytta alkaa usko mennä hienoihin laitteisiinne.”

 

”Eikö Teillä todellakaan ole VALMIUKSIA saada tarkempia ennakkotietoja?
Onhan Teille hankittu Miljoonien arvoiset 'TIETOKONEET', joilla luulisi
saavan hieman tarkempaa ennustetta aikaiseksi?”

 

”Kannaattaako noita sää ennusteita julkistaa ollenkaan kun ne eivät juuri koskaan ole lähellä toteumaa? Ihmettelen myös noita pitkiä ennusteita esim. viikon päähän jotka muuttuvat esim. lämpötilojen osalta useasti saman päivän aikana. Mitä hyötyä niistä voi olla kenellekään?”

 

”Onko Teillä siellä kesäharjoittelijoita jotka eivät osaa tulkitä säätä?”

 

Yksittäisistä pieleen menneistä tapauksista valittamisen lisäksi palautteesta nousee esiin erityisesti kaksi yleistä kysymystä:

1)      Miksi ennusteet vaihtuvat koko ajan?

2)      Miten ennusteet voivat mennä pieleen, vaikka teillä on kalliit supertietokoneet?

 

Sääennusteiden käyttäjien antaman palautteen perusteella näyttää siis vahvasti siltä, että uutisoinnin kautta annetut viestit ovat menneet (ainakin osittain) perille. On täysin perusteltua ihmetellä, miksi alle vuorokauden mittainen ennuste menee täysin metsään, jos ensin puhutaan jopa kaupunginosatarkkuudesta, reittiennusteista ja kuukausien mittaisista sääennusteista. Lisää hämmennystä aiheuttaa varmasti myös se, että samaan aikaan puhutaan ilmaston ennustamisesta vuosikymmeniksi eteenpäin.

 

Sään ennustettavuudesta

 

Edellisen perusteella on luontevaa kysyä, onko kansalle luvattu liikaa ja kaunisteltu totuutta sään ennustamisesta. Tarkastellaan ensin lyhyesti väitteitä ennustetarkkuudesta ja ennusteiden pituudesta ja lopuksi ennusteiden muuttumisesta.

 

Ennustetarkkuus. Pääsääntöisesti numeeristen mallien ennustekyky parantuu, jos mallin laskentahilaa tarkennetaan tai mallille annetaan laskennan lähtötiedoiksi esimerkiksi aiempaa tarkempaa satelliittimittaustietoa. Mallin laskentahilaa voidaan tiivistää, jopa niin, että laskentapisteitä on vaikkapa 50 metrin välein. Tällöin voitaisiin puhua korttelimittakaavan mallista. Laskentatarkkuuden kasvattaminen ei kuitenkaan suoraan tee ennusteesta laadukasta. Korttelimittakaavan mallissa esimerkiksi maasto (mukaan lukien rakennukset) pitäisi kuvata tarkasti, jotta ennuste toimisi parhaassa mittakaavassa. Lisäksi pienen mittakaavan tapahtumat ilmakehässä olisi toivottavaa kuvata suoraan eikä epäsuorasti parametrisointien kautta. Myös laskennan lähtötietojen pitäisi mieluusti olla sillä tasolla, josta voidaan nykyisin vain haaveilla.

 

Ennusteiden luotettavuus ja tarkkuus menevät ja ovat menneet ihan aikuisten oikeasti eteenpäin, mutta vielä on aivan liian aikaista puhua kaupunginosatarkkuudesta. Uutisien hehkuttama parantunut ennustetarkkuus on siis totta, mutta annettu vaikutelma on aivan liian ruusuinen. Alla on esimerkki siitä, miten mallin sade-ennuste voi muuttua, kun laskentatarkkuutta parannetaan. Ylimmässä kuvassa laskentapisteitä on noin 20 km välein ja alimmassa noin 2 km välein. Kuten kuvista näkyy, yksityiskohtia saadaan selvästi lisää tarkkuutta parantamalla, mutta kuinka realistinen tarkan mallin ennuste on?

 

 

Alla olevassa tutkakuvassa näkyy, mitä todellisuudessa tapahtui. Maan etelä- ja keskiosassa oli sadekuuroja ainoastaan Pohjois-Savossa, Pohjois-Karjalassa ja Varsinais-Suomessa. Parhaimman tarkkuuden mallissa sadekuuroja oli siis aivan liikaa. Silmämääräisesti paras ennuste sateen sijainnista oli mallissa, jossa on huonoin laskentatarkkuus. Jos katsotaan parhaan tarkkuuden mallia, on myös helppo ymmärtää, miksi tämänkaltaisista ratkaisuista on täysin järjetöntä tehdä pistekohtaisia täsmäsääennusteita. Entä jos malli ennustaa muutaman kilometrin kokoisen sadekuuron muuten aivan oikein, mutta sen reitti meneekin Tampereen sijaan Kangasalle? Tamperelaisten kannalta täsmäsäätikka lensi ohi taulun, mutta kuinka moni hudin kokijoista olisi tuominnut ennusteen täydeksi humpuukiksi, jos olisi nähnyt omin silmin ennusteen karttamuodossa ja verrannut sitä toteumaan?

 

 

Ennusteen pituus kytkeytyy edelliseen aiheeseen siten, että kansa on tottunut deterministisiin ennusteisiin (huomenna sataa tai ei sada). Näin ollen kansa ei osaa käyttää, tai oikeastaan kansalle ei edes tarjota probabilistisia ennusteita (huomenna sateen todennäköisyys on 30%). Edellisenkin esimerkin perusteella on ilmeistä, että mentäessä riittävän ”täsmään” säähän todennäköisyyksiä tarvitaan. Mikä on siis todennäköisyys sille, että sadekuuro osuukin Kangasalle Tampereen sijaan. Samoihin tarpeisiin törmätään, kun ennusteen pituutta kasvatetaan. Yleisesti tunnettu tosiasia, jopa suuren yleisön keskuudessa on, että sään ennustettavuus heikkenee, mitä pidemmälle tulevaisuuteen mennään. Toinen, joskin vähemmän tunnettu asia on, että ennusteen laskennan alkutilaa muuttamalla saadun ns. parviennusteen keskiarvo ohittaa yksittäisen ns. operatiivisen ajon ennustekyvyn 4-5 vuorokautta pidemmissä ennusteissa. 15-50 ennustetta käsittävän parviajon tuloksista probabilististen ennusteiden teko olisi helppoa, mutta jostain syystä kansalle tarjotaan lähes pelkästään operatiivisen ajon tuloksia jopa 10 vuorokauteen asti.

 

Alla olevasta kuvasta nähdään yksi tapa havainnollistaa ennustettavuuden kehittymistä viime vuosikymmeninä. Siitä nähdään, että Pohjois-Euroopassa ennusteella on käyttöarvoa keskimäärin viikko eteenpäin. Ennustemalleja ajetaan kuitenkin koemielessä useita viikkoja tai jopa kuukausia eteenpäin. On ehkä puolittainen salaisuus, että Euroopan alueella näillä ennusteilla ei ole toistaiseksi todettu olevan käyttöarvoa noin kahta viikkoa pidemmäksi ajaksi. Silti ennusteita on tuotu julkisuuteen Suomessa ja muualla Euroopassa. Onko siis oikein, että tuloksia julkistetaan vain siksi, kun niitä on olemassa? Ja miksi ennusteista puuttuu usein rehellinen maininta niiden todellisesta luotettavuudesta?

 

 

Kuinka tulevaisuuden ilmaston ennustamisessa voi olla mitään järkeä, jos edes 24 tunnin ennuste ei aina onnistu. Aivan aluksi on ymmärrettävä, mitä eroa päivittäisellä säällä ja ilmastolla on. Lyhyesti sanottuna tietyn vuodenajan säät 20-30 vuoden aikajaksolta muodostavat kyseisen vuodenajan ilmaston eli keskimääräiset olosuhteet. Ilmaston ennustamisessa yksittäisen päivän säällä ei siis ole juuri mitään merkitystä, vaan asioita katsotaan huomattavasti laajemmasta perspektiivistä. Sama pätee siihen, että yksittäinen kylmä talvi ei todista millään tavalla, etteikö ilmasto olisi muuttumassa. Ilmaston ennustamisessa on tärkeää ymmärtää, miten maapallon lämpöoloihin vaikuttavat tekijät muuttuvat tulevaisuudessa. Ennustettujen muutosten perusteella voidaan arvioida se tasapainotila, johon pallomme tulevaisuudessa hakeutuu.


Ennusteiden muuttuminen liittyy läheisesti edellä mainittuun deterministen ennusteiden suosimiseen. Tällöin käytössä on jokaiselle paikalle ja jokaiselle hetkelle 10 vuorokautta eteenpäin vain yksi totuus. Kuten edellä on tullut jo ilmi, sään ennustamisessa ei ole kuitenkaan olemassa mustaa ja valkoista, vaan ääretön määrä harmaan eri sävyjä. Alla on satunnaisesti poimittu kesäinen esimerkki siitä, mihin determinististen ennusteiden käyttö voi johtaa. Oheisessa animaatiossa jokainen kuva esittää sade-ennustetta yhdelle ja samalla ajanhetkelle (14.7.2009 klo 03). Animaation ensimmäinen kuva on ennuste 12 tuntia eteenpäin (laskettu siis 13.7.2009) ja viimeinen kuva 228 tuntia eteenpäin (laskettu siis 4.7.2009). Animaatiosta näkyy, kuinka ennuste pysyy melko samana noin kolme vuorokauden ennusteeseen asti (sadetta maan itä- ja pohjoisosassa). Tätä aikaisemmissa eli pidemmissä ennusteissa sadealueet alkavat hyppiä kuvissa miten sattuu. Hyppiminen on ilmentymä ennusteen epävarmuudesta ja kertoo konkreettisesti sään ennustamisen perushaasteista. On helppo kuvitella, kuinka esimerkiksi Jyväskylän sade-ennuste 14.7. vaihtelee jatkuvasti ajosta (kuvasta) toiseen. Koska lähes kaikki verkossa, sanomalehdissä ja televisiossa esitettävät ennusteet pohjautuvat juuri deterministiseen lähestymistapaan, ne pomppivat armotta jopa laidasta toiseen. Kun kesäisin taivaalle astuvat pienikokoiset ja lyhytikäiset sade- ja ukkoskuurot, tilanne mutkistuu entisestään ja ennusteet hyppivät entistä ankarammin. Sateen ja poudan raja on tällöin veitsenterävä. Sitä se on tosin malleissakin, mutta mallien ”musta” osuu turhan usein todelliselle ”valkoiselle”. Siksi mallien musta ja valkoinen olisi syytä muuttaa suurta yleisöä varten harmaasävyiksi.

 

 

Ratkaisu?

Vaikuttaa siltä, että koko asia kääriytyy erittäin hankalan viestinnällisen haasteen ympärille. Haasteen, jossa asiakas tahtoo mustavalkoista ja myyjä vastaa toiveeseen tietäen, että asiakas tulee pettymään tuotteeseen vähän väliä. Mustavalkoisen tahtominen on ymmärrettävää nyky-yhteiskunnassa, jossa ihmiset ovat tottuneet kontrolloimaan lukuisia ja yhä vaikeampia asioita. Tähän tilanteeseen ei sovi uutinen, jossa kerrotaan, että sääennusteita lasketaan 4 viikkoa eteenpäin, mutta niiden käyttöarvo on olematon. Tai että uusi numeerinen malli ennustaa sateen kaupunginosan tarkkuudella, mutta ennustetta kannattaa lukea vain maakunnan tai puolen Suomen tarkkuudella unohtaen hienot yksityiskohdat.

 

Viestinnällisen umpisolmun avaamiseen on vaikea keksiä ratkaisua. Determinististen ennusteiden jatkeeksi olisi ehkä järkevää alkaa ujuttaa probabilistista lähestymistapaa. Myös sään ennustamisen perushaasteita olisi hyvä tuoda selkeämmin esille. Jossain olisi oltava saatavilla kaunistelematon tieto siitä, missä sään ennustamisessa oikeasti mennään. Vaikka edellä olevasta vuodatuksesta saattaisi ehkä epäillä muuta, olen ehdottomasti ja täysin epäilemättä numeerisen laskennan tarkkuuden lisäämisen kannalla. Tarkkuuden parantuessa on kuitenkin välttämätöntä muuttaa tapaa, jolla ennusteita kansalle esitetään.

Read 9244 times
More in this category: « Sähköiset jälkilöylyt