大后天是什么天气?
题主好,我是从知乎上被邀请来答题的。 据我所知,现在市面上还没有能够提前720个小时(相当于3天)预测气象数据的软件或者仪器,所以问题应该改成——有没有可能提前3天知道72小时后的天气状况? 答案是有可能的!但只能以概率的方式给出结果。 我们先来看看这个问题的数学模型: 其中,x代表未来某一时刻的天气状况,晴天、多云、阴天等用1表示,下雨用0表示; 代表当前时刻的天气状况; n代表了天气特征的数量(这里为了简单起见,假设只有晴雨两种状态); m代表了样本容量,即我们有多少个观测值; b是待估参数向量; e为误差项,符合标准正态分布, 使用最大似然估计的原理,我们可以通过计算得到b的估计值。
然后我们来看关键的一步,如何预测未来的天气。假设我们得到了第n+1时刻的待估参数b,而b=(b1,…,bn)’,则我们将有: 如果给定了前n+1步的待估参数(包括未知参数和已知参数),我们就可以预测第n+2时刻的气象数据xn+2。当然,我们并不能真正得到xn+2的直接解,而是解一个包含未知参数的方程组,最后得到的xn+2是一个近似值。
在具体实现的时候,因为我们无法得到真实的未知参数向量,所以我们用方差已知(且已知大小)的正态分布替代,从而通过解一个最优化问题得到待估参数向量的最小二乘解。 在我写的另一篇关于机器学习的文章里,我详细介绍了利用机器学习的方法进行气象数据预测的具体步骤和实践过程,有兴趣的朋友欢迎看我的主页。