Prognoza na 7 i 14 dni? Zmierzyliśmy, jak gaśnie trafność

Czym różni się prognoza od prognozowania?

Wielu użytkowników serwisu Trafna Pogoda pyta, dlaczego nie publikujemy prognozy długoterminowej na 7, 14, a nawet więcej dni. To słuszne pytanie, zwłaszcza że takie prognozy są powszechne. Nasza odpowiedź wynika z fundamentalnego rozróżnienia: czym innym jest pojedyncza prognoza, a czym innym proces prognozowania. Prognoza to konkretna wartość, np. 25°C, podana z wyprzedzeniem. Prognozowanie to ciągły proces aktualizacji tej wartości w miarę zbliżania się terminu. Jak pokazują nasze dane, wartość tego procesu jest ogromna.

Aby odpowiedzieć w sposób oparty na faktach, przez cały lipiec prowadziliśmy szczegółowy dziennik. Porównaliśmy prognozy temperatury, opadów i wiatru z rzeczywistymi pomiarami ze stacji IMGW. Łącznie zebraliśmy i przeanalizowaliśmy 58 451 takich par. Wyniki tej analizy pokazują, dlaczego skupiamy się na krótszym, ale bardziej wiarygodnym horyzoncie.

Jak spada trafność prognozy temperatury z każdym dniem?

Podstawowym parametrem każdej prognozy jest temperatura. Nasze lipcowe pomiary pokazują wyraźny i niemal liniowy spadek sprawdzalności prognozy temperatury maksymalnej wraz z wydłużaniem się horyzontu. Prognoza na jutro (D+1) jest wyjątkowo trafna: 88% naszych prognoz mieściło się w przedziale błędu do 2°C. Już dla terminu D+3 odsetek ten spada do 79%, a na piąty dzień (D+5) wynosi zaledwie 66%. Oznacza to, że co trzecia prognoza na pięć dni naprzód myli się o więcej niż dwa stopnie.

Ciekawostka: średni błąd prognozy na jutro (1,08°C) był w lipcu odrobinę mniejszy niż porannej prognozy na dziś (1,11°C). Dzieje się tak, ponieważ prognoza na dziś jest wydawana rano i nie może już uwzględnić np. popołudniowego frontu atmosferycznego, który nieoczekiwanie obniży temperaturę maksymalną. Prognoza na jutro ma na taką korektę więcej czasu.

Aby wydłużyć analizę do pełnego tygodnia, sięgnęliśmy do historycznych archiwów modeli pogodowych. Zrekonstruowaliśmy z nich prognozy na 6 i 7 dni naprzód według tej samej metodyki, której używamy na co dzień. Wyniki potwierdzają trend: trafność dla 6. dnia spada do 57%, a dla 7. dnia do zaledwie 54%. Oznacza to, że niemal co druga prognoza tygodniowa myli się o ponad 2°C, a co dziesiąta – o co najmniej 4,6°C. To już nie jest informacja, na której można polegać.

Jak zmienia się sprawdzalność prognoz opadów?

Prognozowanie opadów jest jeszcze większym wyzwaniem niż prognozowanie temperatury. Tutaj oceniamy dwie metryki: zdolność do poprawnego wykrycia dnia z deszczem oraz odsetek fałszywych alarmów, czyli zapowiedzi deszczu w dniu, w którym ostatecznie nie padało. Prawdziwość opadu weryfikowaliśmy na podstawie danych satelitarnych GPM IMERG, które dają jednolity obraz dla wszystkich 396 miast.

Nasze dane pokazują, że zdolność wykrywania deszczu spada z 80% dla prognozy na dziś do zaledwie 56% dla prognozy na piąty dzień. Jednocześnie rośnie liczba fałszywych alarmów – z 13% na dziś do 21% na piąty dzień. Innymi słowy, im dalsza prognoza, tym częściej nie zauważa nadchodzącego deszczu, a jednocześnie częściej zapowiada opady, które nie występują.

A co z porywami wiatru?

Porywy wiatru to zjawisko z natury bardzo lokalne i krótkotrwałe, a przez to najtrudniejsze do precyzyjnego prognozowania. Nasza weryfikacja dla lipca, obejmująca prognozy na dziś i jutro, pokazuje, że średni błąd prognozy porywu wiatru wynosi około 10 km/h. 62% prognoz myliło się o nie więcej niż 10 km/h. Jednak co dziesiąta prognoza myliła się o co najmniej 21 km/h.

W duchu naszej marki, którą jest transparentność, przyznajemy, że do tej pory nie archiwizowaliśmy systematycznie prognoz porywów wiatru dla horyzontu dłuższego niż 48 godzin. Zaczęliśmy to robić od 1 sierpnia. Gdy zbierzemy dane z pełnego miesiąca, opublikujemy na naszym blogu analogiczną analizę spadku trafności dla wiatru.

Dlaczego więc nie publikujemy prognoz na 7 i 14 dni?

Odpowiedź jest prosta: ponieważ nie bylibyśmy w stanie ręczyć za ich jakość. Nasze własne pomiary pokazują, że trafność prognozy na siódmy dzień jest na poziomie 54% (w kryterium błędu do 2°C). Oznacza to, że jest niemal równie prawdopodobne, że prognoza się sprawdzi, jak i że się pomyli o znaczącą wartość. Publikowanie takiej liczby na podstronie miasta — na przykład dla Kołobrzegu, byłoby obietnicą bez pokrycia.

Meteorologia od lat 60. XX wieku, dzięki pracom Edwarda Lorenza, wie, że atmosfera jest układem chaotycznym. Drobne błędy w danych początkowych rosną lawinowo z czasem, co nakłada fundamentalną granicę na przewidywalność pogody. Obecnie szacuje się ją na około 10 dób dla konkretnego punktu. Prognozy na 14 dni i dłuższe w praktyce pokazują uśrednione dane klimatologiczne z dodanym losowym szumem, a nie realny stan atmosfery. Serwisy, które je publikują, rzadko kiedy dzielą się weryfikacją ich trafności. I to jest sedno różnicy: nie twierdzimy, że znamy pogodę na dwa tygodnie naprzód — pokazujemy wyłącznie liczby, z których codziennie publicznie się rozliczamy. Prognoza na trzy doby z trafnością 84–89%, zweryfikowaną na dziesiątkach tysięcy pomiarów, daje więcej realnej wiedzy niż czternaście kafelków, z których ostatnie są bliżej statystyki klimatu niż pogody.

My w serwisie Trafna Pogoda przyjęliśmy inną strategię. Zamiast wydłużać prognozę w niepewną przyszłość, wolimy ją jak najczęściej aktualizować i codziennie rozliczać się z jej jakości w dziale analiz. Nasze prognozy są odświeżane siedem razy na dobę. Zamiast niepewnej prognozy na za dwa tygodnie, oferujemy aktualne dane pomiarowe, takie jak radar burz i opadów. Zachęcamy do sprawdzania prognozy regularnie, dzień po dniu – jej wartość informacyjna będzie wtedy najwyższa.

Najczęstsze pytania

1. Czy prognoza pogody na 14 dni się sprawdza?

   Nasze dane pokazują, że już na siódmy dzień trafność prognozy temperatury spada do poziomu około 54% (w kryterium błędu ±2°C). Oznacza to, że jest tylko nieznacznie lepsza od losowego zgadywania. Prognozy wykraczające poza 10 dni w praktyce tracą związek z rzeczywistym stanem atmosfery i opierają się głównie na statystyce klimatologicznej.

2. Na ile dni prognoza pogody jest wiarygodna?

   Za wiarygodne i użyteczne w planowaniu uznajemy prognozy do 3 dni naprzód — w tym oknie trafność prognozy temperatury utrzymuje się na poziomie 84–89% (w kryterium błędu ±2°C), a czwartego dnia wynosi 79%. Prognozy na 5–7 dni należy traktować już tylko jako ogólny trend, a nie precyzyjną informację, ze świadomością, że błędy mogą być znaczące.