可视化不确定的天气

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

上周的冬季风暴斯特拉展示了风暴预测中固有的模糊边缘、变化性质和不确定性。早期预测曾预计纽约市将迎来破纪录的降雪——好吧，与往年三月份的风暴相比——超过20英寸。但斯特拉在中央公园带来的降雪量不到8英寸的 slush。也就是说，对于那些关注气象学家在降水开始前24小时谈论沿海地区不断变化的降雪带的人们来说，这些数字并不令人意外。（即使天气预测中心谨慎地坚持他们对纽约市的最高预测）。而这场风暴在纽约州宾厄姆顿等地名副其实，24小时破纪录的降雪量达到31.3 英寸. 

正如 Yoni Appelbaum（《大西洋月刊》高级编辑）在 Twitter 上所说

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然而，有趣的是，在风暴过后的几天里，我没有看到人们批评与斯特拉相关的降水不确定性的可视化。当我想到东北风暴时，我会想到每日更新的相当标准的雷达图像和地图，其中包含降水预测带，通常以低到高范围的形式出现。另一方面，飓风预测几乎总是伴随着有问题的“不确定性锥”可视化。 

正如 Kenneth Broad、Anthony Leiserowitz、Jessica Weinkle 和 Marissa Steketee 在他们的文章《2004 年飓风季期间佛罗里达州“不确定性锥”的误解》中所讨论的那样，这些无处不在的地图并非旨在成为告知个人风险和疏散决策的唯一信息。“尽管如此，从其他来源收集到的辅助证据，包括飓风行为调查、媒体报道以及对飓风预报员的深入采访表明，许多公众成员密切关注此图表，将其视为其决策过程的一部分，并且有时会误解它”（我的重点）。

难怪。再看看下面的地图（如下）。您如何解读这个锥体？

正如国家飓风中心所定义的那样，该锥体“代表热带气旋中心可能移动的路径，是通过包围一组沿预测路径（在 12、24、36 小时等）的圆（未显示）扫过的区域形成的。每个圆的大小都设置为使五年样本中三分之二的历史官方预测误差落在圆内。”

但作为一种可视化——即使图像上带有文字免责声明“注意：锥体包含风暴中心可能移动的路径，但不显示风暴的大小。危险情况可能发生在锥体之外。”——完整的背景信息也不是很清楚。 

几周前，Alberto Cairo、Mark Hansen 和我在佛罗里达州杰克逊维尔举行的 2017 年 CAR 会议上主持了一个可视化不确定性研讨会（由调查记者和编辑国家计算机辅助报道研究所项目赞助，我们的会议由新闻设计协会共同赞助）。作为介绍的一部分，Cairo 展示了基于一个假设的飓风的一系列幻灯片

然后，我们要求研讨会参与者阅读对当前不确定性锥体设计的评论，包括上面引用的 2004 年文章《“佛罗里达州飓风季期间“不确定性锥”的误解”》、Michelle Saunders 和 Jason Senkbeil 的《“大西洋中部地区飓风灾害的认知：大西洋中部飓风灾害认知”》以及 Gina Eosco 的学术海报《“地图的力量（错误地）传达信息：预报员与公众对飓风路径地图的解读案例研究”》，并提出适合手机应用程序的替代设计方案。以下是一些小组头脑风暴产生的概念草图。

重新设计练习可能会有问题，因为它们通常完全忽略了原始设计团队的非常真实的约束，例如设置的数据输入格式、截止日期、预算、兼容性和可访问性问题、其他机构的利益等等。在研讨会的背景下，我们可以随时重新定义最终的背景和目标受众，以满足我们的喜好。但我们的目标并不是真正开发出一种可行的且即将可用的不确定性锥体的替代设计。（尽管如果彩色铅笔真的是飓风预测重启的最终输出媒介，那岂不是很棒）。我们的目标是让视觉记者深入而批判性地思考如何在图形形式中表示不确定性。 

本着这种精神，我在风暴来临前的几天里观看了斯特拉降水预测的演变。我不禁想知道——飓风不确定性锥体是否只是想完成太多任务？国家气象局的这些实验性积雪量地图集，以其清晰坦诚的标题，令人耳目一新

毕竟，作为东北部居民，我对斯特拉的精确路径并不特别感兴趣。我感兴趣的是地面上的最佳和最坏情况。上面的地图对清晰简洁地向我传递了这些信息。

我很高兴看到国家气象局尝试用新的方式来传达不确定的冬季风暴指标，例如预测的积雪量。我希望他们也能拿出新的飓风追踪器。