Сигнал и шум. Почему одни прогнозы сбываются, а другие – нет

Уникальным ресурсом этих прогнозистов было и остается их умение видеть. Этот инструмент важен в любой дисциплине – визуальное изучение графика, показывающего взаимодействие между двумя переменными, часто оказывается более быстрым и более надежным способом выявить странные искажения данных, чем статистический тест. Это также одна из тех областей, в которых компьютеры сильно отстают от человеческого мозга. Стоит немного изменить последовательность букв – как в случае технологии CAPTCHA[68], часто использующейся для противостояния спаму в качестве средства защиты паролей (рис. 4.3), – и даже самые «толковые» компьютеры начинают смущаться. Они воспринимают информацию слишком буквально. Они неспособны распознать закономерность, подвергшуюся даже небольшой манипуляции. Люди же, в силу эволюционной необходимости, обладают мощными визуальными способностями. Они быстро отсеивают любые искажения закономерностей и могут распознать такие абстрактные вещи, как закономерности и организация, то есть то, что оказывается особенно важным в различных типах погодных систем.

Рис. 4.3. Пример теста CAPTCHA

На самом деле, в старые времена, когда метеорологические компьютеры были еще не особенно полезными, прогнозирование погоды представляло собой почти полностью визуальный процесс. Вместо дисплеев в офисах стояли столы с подсветкой, на которых лежали карты. Метеорологи корректировали рисунки на картах с помощью мелков или цветных карандашей. Хотя последняя доска с подсветкой была отправлена в отставку уже много лет назад, дух этого метода живет и в наши дни.

По словам Хоука, самые квалифицированные синоптики-прогнозисты должны обладать способностью думать визуально и абстрактно, но в то же самое время им необходимо разбираться с огромными массивами информации, которой снабжает их компьютер. Более того, они должны понимать динамическую и нелинейную природу изучаемой ими системы. Это непростая задача, требующая тщательного использования и правого, и левого полушарий. Многие из прогнозистов могли бы стать хорошими инженерами или программистами с куда большей зарплатой, однако они сознательно решают стать метеорологами.

NWS постоянно отслеживает два типа данных: первый показывает, насколько хорошо компьютеры справляются в одиночку, а второй оценивает долю человеческого вклада. Судя по статистическим данным, люди способны улучшить правильность компьютерных прогнозов выпадения осадков примерно на 25 %{267}, а прогнозов погоды – примерно на 10 %{268}.

Более того, согласно Хоуку, эти сравнительные данные практически не менялись со временем: какой бы прогресс ни происходил в компьютерных технологиях, люди-прогнозисты могут еще лучше повысить их ценность. Ви́дение стоит дорогого.

Вероятность погибнуть от удара молнии становится все меньше

Когда Хоук только начинал начал свою карьеру в середине 1970‑х, анекдоты о синоптиках были недалеки от истины. Например, в прогнозах погоды NWS, сделанных за три дня, максимальное отклонение от прогнозируемой температуры достигало примерно 6 ° F (рис. 4.4). Это ненамного лучше, чем в случае составления прогноза на основе обычного изучения таблицы долгосрочных средних значений. Однако партнерство между человеком и машиной способно принести немалые дивиденды. В наши дни средняя величина ошибки составляет примерно 3,5 ° F – иными словами, она стала примерно наполовину меньше. Также синоптикам удается значительно лучше предсказывать аномальные погодные явления.

Рис. 4.4. Ошибка в определении среднемесячной максимальной температуры в прогнозах NWS

Какова вероятность получить смертельный удар молнии? На самом деле, значение этого показателя не постоянная величина, которая зависит, например, от вероятности того, будете ли вы на улице в момент возникновения молнии. В 1940 г. вероятность смерти жителя Америки от удара молнии в определенный год составляла примерно 1 из 400 000{269}. В наши дни вероятность этого события равна всего 1 из 11 000 000 (то есть ее величина снизилась почти в 30 раз). Отчасти это связано с изменением образа жизни (всё больше работы в наши дни производится в домах) и улучшением коммуникации в области технологий и здравоохранения, но также это связано и с тем, что прогнозы погоды становятся более точными.

Возможно, самые впечатляющие успехи были достигнуты в предсказании ураганов. Всего 25 лет назад, когда Национальный центр по ураганам попытался дать предварительный прогноз местонахождения территории, по которой в ближайшие три дня ударит ураган, диапазон ошибки составлял в среднем 560 км{270}. Это слишком много. Нарисуйте, допустим, окружность с радиусом 560 км вокруг Нового Орлеана, и она покроет все точки от Хьюстона, штат Техас, до Таллахасси, штат Флорида (рис. 4.5). Эвакуировать людей с такой большой территории просто невозможно.

Рис. 4.5. Улучшение качества прогнозирования поведения ураганов