TROPOMI · Сравнение по эпизодам
37 / 42TCOscope против CAMS
36 / 42TCOscope против GFS
TCOscope / Валидация
Насколько точен прогноз озона?
Результаты TCOscope рядом с CAMS и GFS: спутниковые наблюдения, наземные приборы и отдельные аномалии. С периодами проверки, методикой и открытыми таблицами.
Результаты собраны 11 октября 2026 · наблюдения по 24 сентября 2026
37 / 42эпизода снижения: TCOscope точнее CAMS по TROPOMI
31 / 42эпизода снижения: TCOscope точнее CAMS по OMPS
45станций WOUDC в проверке января–июня 2026
Победа — меньший RMSE эпизода по срокам T+1…T+5. Это доля выбранных событий, а не процент точности прогноза.
Ретроспективная оценка. Результаты относятся к указанным выборкам и не гарантируют точность каждого будущего прогноза.
01 / Общая проверка
Обычные дни и весь доступный период
Расширенный прогон: 354 даты запуска с 1 октября 2025 по 19 сентября 2026, наблюдения до 24 сентября. Спутниковые ошибки взвешены по площади. 2025 год участвовал в выборе модели, поэтому его результаты показаны отдельно от 2026.
Общая маска наблюдений для TCOscope, CAMS и инерционного прогноза. Это глобальный RMSE доступных ячеек; GFS как отдельная система в этом прогоне не оценивался.
TROPOMI · 2026 · T+1…T+5 · RMSE (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU |
|---|---|---|---|
| TCOscope | 9,97 | 6,53 | -0,57 |
| CAMS | 16,41 | 12,37 | -9,37 |
| Инерционный прогноз | 22,65 | 13,58 | 0,22 |
RMSE сильнее учитывает крупные ошибки. MAE — средняя абсолютная ошибка; положительное смещение означает завышение прогноза.
Ранние проверки и чувствительность к оперативным данным
Январь–май: 107 запусков; январь–июнь: 151. OFFL — подготовленные спутниковые данные, NRTI — данные почти в реальном времени. NRTI здесь означает ретроспективное воспроизведение входов, а не заранее зарегистрированный слепой эксперимент. Для спутников можно переключить веса по площади и равные веса ячеек.
107 дат запуска. Указаны даты запуска; наблюдения продолжаются до T+5. В каждой таблице системы используют общую выборку.
TROPOMI · С весами по площади · T+1…T+5 · RMSE (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU |
|---|---|---|---|
| TCOscope | 10,81 | 6,90 | -1,22 |
| CAMS | 16,28 | 11,13 | -7,64 |
| Инерционный прогноз | 24,43 | 14,55 | -0,07 |
RMSE сильнее учитывает крупные ошибки. MAE — средняя абсолютная ошибка; положительное смещение означает завышение прогноза.
02 / Региональные снижения
42 региональных снижения ОСО
24 эпизода в 2025 и 18 в 2026 году. Поиск по всем долготам в полосах 35–75° с.ш. и 30–60° ю.ш.; антарктическая дыра исключена из этой выборки. События выбраны по наблюдениям, до сравнения ошибок моделей.
Одинаковые доступные наблюдения для всех пяти систем внутри каждого эталона. Окно оценки — семь дней вокруг пика. В таблице среднее ошибок эпизодов, а не единый RMSE всех пикселей.
TROPOMI · 2026 · T+1…T+5 · Средний RMSE эпизода (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU | Эпизоды |
|---|---|---|---|---|
| TCOscope | 14,07 | 11,14 | 1,39 | 18 |
| CAMS | 21,96 | 17,60 | -10,26 | 18 |
| GFS | 20,25 | 16,03 | -3,30 | 18 |
| Инерционный прогноз | 38,92 | 31,67 | 8,05 | 18 |
| Климатология | 43,78 | 38,41 | 32,38 | 18 |
RMSE, MAE и смещение сначала рассчитаны внутри каждого эпизода, затем усреднены с равными весами эпизодов.
OMPS · Сравнение по эпизодам
31 / 42TCOscope против CAMS
34 / 42TCOscope против GFS
Оба спутника должны показывать дефицит не менее 25 DU и 8%, ниже своего 10-го процентиля, минимум два дня подряд. Нормы каждого прибора рассчитаны по 2021–2024. Покрытие области — не менее 75%. Из 835 кандидатов оставлены 42 разнесённых по месту и времени события. Только шесть имеют дефицит 8–15%; остальные сильнее. Это региональные снижения, причины которых отдельно не устанавливались.
Разность RMSE и 95% доверительные интервалы
Все 42 эпизода, 37 пространственно-временных групп; 2 000 повторных выборок. Разность = TCOscope минус другая система, отрицательное значение в пользу TCOscope. Интервалы исследовательские и условны на отборе событий.
| Эталон | против | Δ RMSE, DU | 95% CI, DU |
|---|---|---|---|
| OMPS | CAMS | -4,67 | -7,51 … -1,85 |
| OMPS | GFS | -5,40 | -7,70 … -2,98 |
| TROPOMI | CAMS | -7,65 | -10,03 … -5,12 |
| TROPOMI | GFS | -6,71 | -8,69 … -4,53 |
Каталог 42 эпизодов
Каталог — отобранная выборка, а не число всех аномалий на планете. Границы областей: ±5° широты и ±10° долготы.
| Пик | Центр области | Эпизод |
|---|---|---|
| 2025-02-15 | -55°, -110° | 2025_Q1_SH_2 |
| 2025-02-19 | 70°, -70° | 2025_Q1_NH_1 |
| 2025-02-25 | 60°, 90° | 2025_Q1_NH_3 |
| 2025-03-08 | -45°, -30° | 2025_Q1_SH_3 |
| 2025-03-18 | 60°, 10° | 2025_Q1_NH_2 |
| 2025-03-23 | -55°, -70° | 2025_Q1_SH_1 |
| 2025-04-01 | 60°, 10° | 2025_Q2_NH_1 |
| 2025-04-08 | 70°, -90° | 2025_Q2_NH_2 |
| 2025-04-12 | 40°, -50° | 2025_Q2_NH_3 |
| 2025-05-23 | -55°, 90° | 2025_Q2_SH_2 |
| 2025-06-07 | -45°, -150° | 2025_Q2_SH_3 |
| 2025-06-15 | -45°, -30° | 2025_Q2_SH_1 |
| 2025-07-26 | 60°, -170° | 2025_Q3_NH_2 |
| 2025-08-26 | 70°, -10° | 2025_Q3_NH_3 |
| 2025-08-31 | -55°, -50° | 2025_Q3_SH_3 |
| 2025-09-17 | 60°, -110° | 2025_Q3_NH_1 |
| 2025-09-17 | -55°, -50° | 2025_Q3_SH_1 |
| 2025-09-22 | -55°, -10° | 2025_Q3_SH_2 |
| 2025-10-11 | -55°, -50° | 2025_Q4_SH_2 |
| 2025-11-08 | -55°, -70° | 2025_Q4_SH_1 |
| 2025-11-15 | -55°, -30° | 2025_Q4_SH_3 |
| 2025-11-19 | 60°, -30° | 2025_Q4_NH_2 |
| 2025-11-26 | 50°, 90° | 2025_Q4_NH_1 |
| 2025-12-04 | 60°, 30° | 2025_Q4_NH_3 |
| 2026-01-03 | -55°, -90° | 2026_Q1_SH_3 |
| 2026-02-02 | 60°, -90° | 2026_Q1_NH_3 |
| 2026-02-07 | 50°, 90° | 2026_Q1_NH_2 |
| 2026-03-25 | 40°, -110° | 2026_Q1_NH_1 |
| 2026-03-26 | -45°, -130° | 2026_Q1_SH_1 |
| 2026-03-31 | -45°, -50° | 2026_Q1_SH_2 |
| 2026-04-02 | 60°, 150° | 2026_Q2_NH_2 |
| 2026-04-13 | 50°, -170° | 2026_Q2_NH_1 |
| 2026-04-14 | -55°, -150° | 2026_Q2_SH_3 |
| 2026-06-06 | -55°, 50° | 2026_Q2_SH_1 |
| 2026-06-16 | 70°, -50° | 2026_Q2_NH_3 |
| 2026-06-19 | -45°, 10° | 2026_Q2_SH_2 |
| 2026-08-13 | -55°, 30° | 2026_Q3_SH_3 |
| 2026-08-17 | 70°, -130° | 2026_Q3_NH_2 |
| 2026-09-05 | 70°, -50° | 2026_Q3_NH_3 |
| 2026-09-07 | -55°, 70° | 2026_Q3_SH_2 |
| 2026-09-08 | -55°, 110° | 2026_Q3_SH_1 |
| 2026-09-12 | 60°, -130° | 2026_Q3_NH_1 |
03 / Наземные приборы
Brewer и Dobson: проверка на земле
Наземные приборы дают внешний эталон, отличный от спутникового продукта обучения. В основной выборке снижения ОСО станции доступны лишь для шести событий 2025 года. Дополнительно отобраны 11 событий с наземными наблюдениями; их результаты не включены в среднее основной выборки.
Brewer: 3 события; Dobson: 5. Некоторые события общие. В 2026 году совпадений со станциями в основной выборке нет — это отсутствие данных, а не нулевая ошибка.
Brewer · 2025 · T+1…T+5 · Средний RMSE эпизода (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU | Эпизоды |
|---|---|---|---|---|
| TCOscope | 20,62 | 16,33 | 10,41 | 3 |
| CAMS | 24,27 | 19,42 | -1,19 | 3 |
| GFS | 26,19 | 21,38 | 14,11 | 3 |
| Инерционный прогноз | 47,54 | 39,38 | 10,07 | 3 |
| Климатология | 64,01 | 61,79 | 43,96 | 3 |
RMSE, MAE и смещение сначала рассчитаны внутри каждого эпизода, затем усреднены с равными весами эпизодов.
Есть и проигрыши: на Dobson основной выборки 2025 GFS имеет RMSE 23,27 DU, TCOscope — 23,73 DU. В ранней общей проверке января–мая TCOscope проигрывает CAMS на 8 из 38 станций. Сохраняем эти результаты вместе с выигрышами.
Расширенный прогон: 72 станции
354 запуска, 60 419 сопоставлений станция/прибор/дата/срок и 72 станции за октябрь 2025 — сентябрь 2026. Повторные сроки не являются независимыми наблюдениями. CAMS и модель здесь интерполированы с общей сетки; в раннем WOUDC-прогоне — с собственных сеток.
Brewer · · T+1 · RMSE (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU |
|---|---|---|---|
| TCOscope | 15,77 | 10,84 | 0,33 |
| CAMS | 20,81 | 15,01 | -9,98 |
| Инерционный прогноз | 27,73 | 18,46 | 0,82 |
RMSE сильнее учитывает крупные ошибки. MAE — средняя абсолютная ошибка; положительное смещение означает завышение прогноза.
Январь–июнь 2026: прямое Солнце и равные веса станций
151 запуск, 45 станций, 22 217 сопоставлений. Это общая проверка WOUDC по доступным дням, без отбора аномалий. Последняя строка — корень из среднего по станциям MSE; остальные — RMSE всех пар выбранной группы.
| Выборка | TCOscope | CAMS | Станции | Сопоставления |
|---|---|---|---|---|
| Все наблюдения | 19,76 | 24,10 | 45 | 22 217 |
| Brewer | 19,28 | 25,39 | 21 | 9 250 |
| Dobson | 20,96 | 23,54 | 25 | 10 310 |
| Только прямое Солнце | 17,19 | 21,35 | 41 | 16 195 |
| Равные веса станций | 18,91 | 22,80 | 45 | 22 217 |
04 / Другие аномалии
Озоновая дыра, высокое ОСО и резкие повышения
Первый набор включает 14 событий 2025–2026: антарктическую озоновую дыру, низкое ОСО в Северном полушарии, высокое ОСО и резкий суточный рост. Отбор сделан по OMPS; дополнительный эталон — OMI. Эти события могут пересекаться с другими проверками, их количества нельзя складывать как независимые случаи.
Ошибки объединены внутри типа и года; для спутников использованы веса по площади. Это другой способ усреднения, чем средний RMSE 42 региональных эпизодов.
TROPOMI · 2025 · Антарктическая дыра · T+1…T+5 · RMSE (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU |
|---|---|---|---|
| TCOscope | 15,86 | 12,22 | -5,99 |
| CAMS | 25,67 | 19,17 | -10,32 |
| GFS | 26,17 | 19,33 | -4,06 |
| Инерционный прогноз | 51,69 | 36,98 | -0,22 |
| Климатология | 58,94 | 45,92 | -26,45 |
RMSE сильнее учитывает крупные ошибки. MAE — средняя абсолютная ошибка; положительное смещение означает завышение прогноза.
Порог низкого ОСО — 220 DU; высокого — 400 DU с аномалией ≥60 DU; суточного роста — ≥40 DU с аномалией ≥40 DU. Северные события искались в 30–80° с.ш. По строгому критерию низкого ОСО в 2026 подходящего события не найдено. Март 2025 отсутствовал в исходном прогоне; позже он восстановлен для отдельной региональной проверки.
05 / Кейс Варгина
Май и июнь 2025: кейс по статье Варгина
Два эпизода: 26–27 мая и 7–8 июня. Область 50–60° с.ш., 36–40° в.д. Верифицируем абсолютное ОСО в DU; опубликованные процентные аномалии с другой климатологией не воспроизводим.
T+1…T+5; RMSE на общей маске наблюдений с весами по площади. Два дня на эпизод — слишком мало для надёжного блочного доверительного интервала.
TROPOMI · 26–27 мая 2025 · T+1…T+5 · RMSE (DU)
| Система | RMSE, DU | MAE, DU | Смещение, DU |
|---|---|---|---|
| TCOscope | 8,39 | 6,82 | 5,76 |
| CAMS | 10,16 | 9,02 | -8,69 |
| GFS | 8,19 | 6,26 | 5,60 |
| Инерционный прогноз | 22,58 | 20,84 | 20,80 |
| Климатология | 28,15 | 27,28 | 27,28 |
RMSE сильнее учитывает крупные ошибки. MAE — средняя абсолютная ошибка; положительное смещение означает завышение прогноза.
Вывод зависит от эталона. По OMPS CAMS точнее TCOscope в обоих эпизодах. По TROPOMI TCOscope точнее CAMS, но в мае GFS немного лучше: 8,19 против 8,39 DU. Доступной наземной проверки внутри узкой области недостаточно для независимого подтверждения.
06 / Прогнозы сайта
Проверка прогнозов, сохранённых на сайте
11 выпусков 10–20 августа 2026. Использованы сохранённые производственные прогнозы, без повторного запуска модели. Эталон — TROPOMI NRTI в ячейках трёх городов, наблюдения доступны по 19 августа. На город приходится 40 сопоставлений по всем срокам.
| Город | TCOscope | CAMS | Сопоставления |
|---|---|---|---|
| Москва | 7,37 | 16,32 | 40 |
| Сочи | 7,66 | 10,75 | 40 |
| Санкт-Петербург | 7,01 | 15,30 | 40 |
Это короткая проверка согласованности со спутником, на продукте семейства которого обучалась модель. Городская ячейка не является измерением наземной станции. На дальних сроках наблюдений меньше; будущие относительно архива даты исключены.
07 / Методика
Что именно подтверждают эти числа
Сопоставимые наблюдения
Внутри каждой проверки системы оцениваются на одних и тех же доступных наблюдениях. Заполненные пропуски не считаются измеренной истиной. Маски разных спутников могут отличаться; для региональных событий дополнительно рассчитан вариант общей маски TROPOMI и OMPS.
Разные виды усреднения
Глобальные спутниковые ошибки могут учитывать площадь ячеек. WOUDC использует пары прогноз–станция и отдельную проверку с равными весами станций. Для 42 региональных эпизодов каждый эпизод имеет равный вес. Эти показатели нельзя напрямую объединять.
Независимость эталона
TCOscope обучался на TROPOMI: это проверка согласованности с целевым продуктом. OMPS и Brewer/Dobson — внешние измерения для модели. CAMS усваивает спутниковый озон; спутниковое сравнение не является полностью независимым тестом CAMS. Отбор аномалий по спутникам также делает результаты условными на этом отборе.
Ретроспектива и оперативный прогноз
2025 участвовал в выборе чекпойнта; показатели 2026 ранее просматривались. Подготовленные OFFL-входы могут содержать заполнение пропусков с использованием будущих дней. Одинаковая доступность информации в момент выпуска не доказана. Длительная слепая проверка ещё необходима.
Время, разрешение и покрытие
Поля CAMS/GFS 00 UTC сопоставляются с суточными наблюдениями; времена измерений не совпадают точно. Точечная станция и среднее ячейки 1,2° описывают разные пространственные масштабы. Сеть станций неравномерна, полярная ночь и облачность ограничивают спутниковое покрытие; 2026 год неполный.
Неопределённость
Ранние прогоны используют парный блочный bootstrap по датам запуска (блоки по 7 дней). Региональная проверка — повторную выборку пространственно-временных групп событий; интервалы не выводятся при числе групп <8. Интервалы условны на выбранных событиях и не доказывают превосходство для всех регионов. Интервалы невзвешенных оценок нельзя переносить на оценки с весами по площади.
08 / Материалы
Данные, отчёты и воспроизводимость
Публичный пакет содержит исходные для страницы численные результаты, каталоги событий, таблицы по срокам, станциям и приборам, смещения, MAE/RMSE, проверки чувствительности, интервалы, покрытие и протоколы. Архивные результаты сохранены с исходными периодами. Поля спутников и прогнозов большого объёма в пакет не входят.
Пакет данных и методик · ZIP
CSV · JSON · HTML · SHA256