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为什么不使用巧妙的数学技巧?

提交日期:- 拉斯穆斯@ 2020年3月9日
比较不同的数据集有一个聪明的数学技巧,但似乎没有被广泛使用。它是基于所谓的经验正交函数(EOFs),Edward Lorenz在麻省理工学院(MIT)描述过科学报告从1956年开始。EOFs类似于主成分分析(PCA)。的正交函数和的PCA提供时空协方差结构的图案。通常,这些技术应用到数据集有许多平行的变量,以显示变异的连贯的图案。迈尔斯·艾伦大约二十年前用来讲座上牛津大学的EOF,并说服了我对他们的价值。betway体育手机版许多科学家确实使用正交函数来分析他们的数据。这并不是说EOFs的使用很少(它们被广泛使用),但问题是怎样所述的EOF的使用和怎样结果解释。我了解到的EOF可以从道格Nychka许多不同的方式来使用,当我在2011年参观了大学大气研究(UCAR)。聪明的诀窍是将这些技术应用于从多个数据源编译的数据。当这样使用时,该技术被标记为“公共EOFs”或“公共PCA”。有一些科学研究使用了常见的eof或PCA,例如慌乱(1988),巴内特(1999),森古普塔&博伊尔(1993),贝内斯塔德(2001),和Gilett等人(2002年).尽管如此,一位学者谷歌(Google)最近用“通用EOFs”进行的搜索只获得了101次点击(2020-03-05)。我觉得这项技术的低兴趣有点令人费解,因为它在许多方面与机器学习和人工智能(人工智能)有很多共同点,这两个都是当今的热门话题。常见的EOF也是通过被称为实证统计的缩减(ESD)的过程量化全球变暖的局部效果特别有用。这是遗憾的是,普通的EOF甚至没有在最近的教科书提到的ESDMaraun和Widmann(2019年)(它们在Benestad等。(2008年))。

数字。举例说明如何使用常见的eof来比较全球气候模式在CMIP5试验中模拟的上层面板和下层面板的年周期T(2m)和降水量(下层面板)(红色)与ERAINT再分析相比(黑色)。

从这些常见的特征值和主成分eof得到的信息是,这些模型确实再现了年平均周期中的大尺度模式。对于感兴趣的人,可以使用基于R的工具轻松计算常见的EOF:

github.com/metno/esd.

工具书类

  1. R、 E.Benestad,“两种经验缩小战略的比较”,国际气候学杂志,第21卷,第1645-16682001页。http://dx.doi.org/10.1002/joc.703
  2. N、 P.Gillett、F.W.Zwiers、A.J.Weaver、G.C.Hegerl、M.R.Allen和P.A.Stott,“使用多模型集成探测人为影响”,地球物理研究快报卷。29,第31-1-31-4,2002年。http://dx.doi.org/10.1029/2002GL015836

21日回应“为什么不用聪明的数学把戏?”

  1. 1个
    肯·d 说:

    请,请不要在你的任何气候科学出版物或其他演讲中使用“伎俩”一词。任何一个对真相有任何了解和鉴赏力的人都能理解你是如何使用这个词的,但整个否认者的情结会立刻跳到这个词上,给你贴上欺诈和说谎的标签,并通过他们庞大的欺骗网络散布他们的争论。

  2. 2个

    EOF也包括在:

    D、 M.格洛弗,W.J.詹金斯,S.C.多尼,海洋科学建模方法,剑桥,2011

    D、 S.威尔克斯,统计方法在大气科学,第三版,科学出版社,2011。

    H、 冯·斯托奇,F.W.Zwiers,统计分析气候研究,剑桥,1999年。

    它们也是迈克尔曼恩教授和他的同事们在他们的年轮工作中使用的关键设备,这些工作在很久以前就受到了气候学家的批评。我发现,当与他们接触时,他们并不了解EOF方法,或者,实际上,奇异值分解(svd),并混淆了他们的使用与字面意思的引用,从Jollife的PCA演示。

  3. 拉斯穆斯 说:

    谢谢。推荐信不错。我想他们确实不懂PCA,我已经解释过了从气候研究中的错误中吸取教训“。

  4. 4个
    大卫·B·本森 说:

    我支持肯德所说的“1”。

  5. 5个
    威廉杰克逊 说:

    #4即使他们非常清楚地知道什么是通过使用“绝招”,意味着他们仍然会使用它来攻击纸或作者的真实性。

  6. 6个
    约瑟夫Zorzin 说:

    扬Galkowski和拉斯穆斯,

    你们都说迈克尔·曼和他的同事不懂某些数学技巧。作为一个非科学家,我很好奇他们不理解这些技术的含义。

  7. 7个

    #6,JZ–

    无论拉斯穆斯也不扬说。在“他们”,在简的评论很显然是指否认,不曼恩博士。和拉斯穆斯根本不会提到曼恩博士。

  8. 巴里 说:

    如果使用单词“绝招”这里的skeptiverse飞跃的居民,让他们指向所有杂到这个职位,并且所有,但故意无视将会看到怎样的愚弄他们。

    我敢肯定你在举杯的时候就已经想到了这段历史,拉斯穆斯。不错的一个。

  9. 9个
    马可 说:

    约瑟夫Zorzin#6,既不拉斯穆斯也不说一月迈克尔·曼和他的同事不理解某些数学技术。他们指出,那些谁批评Mann等往往不明白这些技术。

    我可以从简的评论中看出这是如何被误解的,但拉斯穆斯的论文对此更为明确。

  10. 10个
    西蒙ç 说:

    约瑟夫Zorzin#6

    也许是对代词“他们”到底指的是谁的误解?:-)此外,我怀疑拉斯穆斯在使用武器化程度很高的“诡计”一词时是在恶作剧——在我看来,这很有趣。

  11. 11个
    jgnfld 说:

    “我很好奇,他们不了解这些技巧意味着什么。”

    据北报告,非常的后果很小。使用独立的,可能是“更好”,方法根据随后的研究中,很少结果的为好。

  12. 德意志北方银行
    拉斯穆斯 说:

    我想你误解了我的回答——是那些反对者似乎不懂这些技巧,我在《纽约时报》上也指出了这一点从气候研究中的错误中吸取教训“在他试图给我们的论文的审查部分,而不是试图捍卫一个更传统的响应他的位置McKitrick和麦金太尔(其中proppted从McKitrick一个响应的情况下 -链接到信函)。

  13. 13个
    约瑟夫Zorzin 说:

    好的,各位,谢谢你回答我愚蠢的问题-愚蠢,因为我没有仔细阅读文章和其他评论。

  14. 14个

    据我了解,在EOF方法的限制方面是,它是最好的一个启发 - 它没有解释任何基本物理的,它只是发现会出现的特征值如果一些混合的线性微分方程描述了这种情况。后者是一个假设,因为例如地球物理流体动力学是一个非线性混合体,而表示特征根的算法将不严格适用?感谢对我理解的任何修正。

    [响应:感谢这个评论。我的看法是,这取决于你如何使用EOF分析。如果应用该技术将数据汇总在如一个季节或一年,那么你可能要看见一些系统的功能。他们提供了一个统计描述,然后你需要看看图片你看到你在物理学方面的理解比赛。当谈到共同的EOF,它是严格意义上的比较两个或多个数据集的方式。-rasmus]

  15. 15个
    MarlanaBeth 说:

    完全披露:我没有读到相关文章。我只对这里显示的图表发表评论。

    我从未听说过EOF这个术语,但PCA是多元数据集中的标准数据探索技术。数据是如何缩放的?因为20个领先的EOFs图看起来很像数据的平均值没有被删除。这就是为什么第一台个人电脑占到了变异的90%。在未标度数据上,当使用高信噪比数据时,PC1对应于平均值。betway体育手机版

    还有,只有12个变量?

    如果数据被正确地缩放,4到20之间的每一个因子似乎捕获了大约相同数量的方差。随机因素可能产生这种结果。betway体育手机版

    在化学计量学中,PCA主要用于识别不寻常的样本(离群值)和可视化分类数据集中的分组。

  16. 16个
    雅各 说:

    MarlanaBeth
    巨大的问题和意见。我也想知道这些问题。betway体育手机版

  17. 17岁
  18. 18岁
    雅各 说:

    花生酱果冻时间

  19. 19个
    雅各 说:

    请把我的答复寄出去。也许我应该把这两个评论放在一个部分。

    玛拉娜贝丝,

    我同意你的关切和问题。

    以下链接有助于回答这些问题:

    https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-playstal-sciences/experiential-orthogonal-function-analysis

  20. 20个
    莉娜 说:

    500年后地球会是什么样子
    了解更多有关此的信息betway体育手机版https://www.beforeviral.xyz/post/How-Will-pouly-Earth-Look-Like-in-500-Years/0网站

  21. 21岁
    道格拉斯Maraun 说:

    亲爱的拉斯穆斯,

    在抨击别人的书之前,你应该仔细阅读。Maraun&Widmann,2018年,在PP方法的预测部分第163页讨论常见EOF。我们可能没有深入地讨论这些问题,可能是因为我们讨论了许多其他相关问题,而且篇幅有限。

    当做,
    道格拉斯