Sisällysluettelo

Si­mu­laa­tioi­ta

Dy­naa­mis­ten jär­jes­tel­mien si­mu­loin­tia ja jut­tu­ja mal­lin­nuk­ses­ta

2021-1-15


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Epidemioiden simulointia (edit: 2021-3-10)

Epi­de­mioi­den si­mu­loin­tia

In­nos­tuin ko­kei­le­maan epi­de­mioi­den mal­lin­ta­mis­ta

10 maa­lis­kuuta 2021


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Epidemioiden simulointia > Fantasy-21 pandemia (edit: 2021-3-10)

Fantasy-21 pan­de­mia

Minua on aina kieh­to­nut dy­naa­mis­ten il­miöi­den mal­lin­ta­mi­nen ja nii­den hal­lit­se­mi­nen mal­lien avul­la, joten en voi­nut vas­tus­taa kiu­saus­ta ko­keil­la pan­de­mian mal­lin­ta­mis­ta. Koska covid-19 he­rät­tää ikä­viä fii­lik­siä, siir­ryin vaih­to­eh­toi­seen to­del­li­suu­teen, jossa fantasy-21 -ni­mi­nen virus tart­tuu vain luo­mas­sa­ni vir­tuaa­li­to­del­li­suu­des­sa sa­tun­nai­ses­ti töytäileviin ai­vot­to­miin olioi­hin — fantasmeihin. Lä­hei­se­ni ovat tur­vas­sa. Silti kesti kauan, ennen kuin roh­ke­nin li­sä­tä mal­lii­ni kuo­le­man, vaik­ka 'kuo­le­ma' ei tee muuta kuin muut­taa näy­töl­lä töytäilevän pie­nen täp­län pie­nek­si har­maak­si ris­tik­si.

10 maa­lis­kuuta 2021

Tap­pa­ja­virus lintu­ko­dos­sa

video varalle, jos yo. ei toimi

Mitä lintu­ko­dos­sa ta­pah­tuu juuri nyt!!!

Video­kuvan oi­keas­sa lai­das­sa nä­ky­vät fantasmiviranomaisten kei­not hal­li­ta pan­de­miaa: Liik­ku­mis­ra­joi­tuk­sin voi­daan jar­rut­taa fantasmien hyö­ri­nää ja tes­taa­mi­sen laa­juu­del­la sää­del­lään, kuin­ka iso osa sai­ras­tu­neis­ta on­nis­tu­taan pyy­dys­tä­mään ka­ran­tee­niin. Käp­py­röi­den avul­la voim­me sala­kat­sel­la tau­din ete­ne­mis­tä. Reaa­li­maail­mas­sa nä­ki­sim­me vain tes­tauk­sen avul­la ka­ran­tee­niin pyy­dys­te­tyt, mutta nyt näem­me jopa oi­reet­to­mas­sa itä­mis­vai­hees­sa ole­vien luku­mää­rän.

Vi­deon alus­sa fantasmien se­kaan tup­sah­taa — 'ulko­mail­ta' tie­tys­ti — itä­mis­vai­hees­sa oleva tau­din­kan­ta­ja. Virus alkaa le­vi­tä eks­po­nen­tiaa­li­ses­ti, kun­nes viran­omai­set al­ka­vat tes­tauk­sen avul­la eris­tää sai­ras­tu­nei­ta. Ti­lan­teen hel­po­tet­tua tes­taus­ta vä­hen­ne­tään ja virus alkaa taas le­vi­tä. Viran­omai­set aset­ta­vat liik­ku­mis­ra­joi­tuk­sia, ti­lan­ne hel­pot­taa, ra­joi­tuk­sia lie­ven­ne­tään ja pan­de­mia kar­kaa taas kä­sis­tä. Nyt sen an­ne­taan le­vi­tä va­paas­ti lauma­suo­jan toi­vos­sa. Ta­pauk­set li­sään­ty­vät ra­jus­ti, kun­nes virus alkaa koh­da­ta pää­osin im­muu­ne­ja. Virus mel­kein tu­kah­tuu, mutta on­nek­si sille fantasmien im­mu­ni­teet­ti alkaa hei­ke­tä ja tulee edel­lis­tä pa­hem­pi aalto. Seu­raa­vas­ta aal­lon­poh­jas­ta virus sel­viää pel­käs­tään hy­väl­lä tuu­ril­la (hyvä tuuri on oikea il­maus, koska si­mu­laa­tios­sa on pal­jon sa­tun­nai­suut­ta. Jo­kai­nen si­mu­laa­tio on eri­lai­nen). Parin vii­kon vasta­toi­mil­la pan­de­mia olisi saatu tu­kah­tu­maan. Ehkä 'ulko­mail­ta' olisi taas tul­lut tau­din­kan­ta­ja — hait­ta­maa­han­muut­ta­ja — ja kaik­ki olisi al­ka­nut alus­ta. On­nek­si lintu­koto pär­jää pa­rem­min omil­laan kuin yh­teis­työs­sä mui­den kans­sa, joten se voi sul­kea ra­jan­sa virustiiviisti.

'Leik­ki­mäl­lä' riit­tä­vän pal­jon si­mu­laat­to­rin kans­sa voi oppia pal­jon siitä, miten hal­li­ta pan­de­miaa — Siis fantasy-21 pan­de­miaa. Ei ole mi­tään pe­rus­tet­ta ku­vi­tel­la, että siitä voisi oppia jo­tain esi­mer­kik­si covid-19 pan­de­mias­ta.

Tai ehkä jo­tain. Kun covid-19 pan­de­mian kä­sis­tä kar­kaa­mis­ta ha­vain­nol­lis­tet­tiin eks­po­nent­ti­funk­tion avul­la, so­mes­sa nau­res­kel­tiin: "Tyh­mät :-! Eihän virus voi ikui­ses­ti le­vi­tä eks­po­nen­tiaa­li­ses­ti :-!" Ikäänkuin muutama viikko pandemiaa olisi ikuisuus. Olisiko naurajille kelvannut lineaarinen kasvu? Mikään kasvu? Koska kulkutauti ei voi levitä ikuisesti, se ei voi alussakaan levitä? Onkohan mitään kulkutautia, joka vastuskyvyttömän väestön kimppuun päästessään ei aluksi leviäisi eksponentiaalisesti?

Vi­deol­la fantasy-21 virus le­viää aluk­si suu­rin piir­tein eks­po­nen­tiaa­li­ses­ti, kun­nes vas­taan alkaa tulla riit­tä­väs­ti im­muu­ne­ja fantasmeja — Lauma­suoja alkaa vai­kut­taa, le­viä­mi­nen hi­das­tuu ja kään­tyy las­kuk­si.

Aiem­min kir­joit­ta­maa­ni: Olisi mie­len­kiin­tois­ta ryh­mi­tel­lä fantasmeja ryh­miin, jotka ovat enem­män te­ke­mi­sis­sä kes­ke­nään kuin ulko­puo­lis­ten kans­sa. Ku­hun­kin ryh­mään kuu­lu­val­la voisi olla heik­ko tai­pu­mus ha­keu­tua omaan kau­pun­gin­osaan­sa. Kaik­ki voi­si­vat seik­kail­la kaik­kial­la, mutta pieni koti-ikävä ve­täi­si ko­tiin­päin.

Ny­kyi­ses­sä ver­sios­sa fantasmeja on neljä eri kan­saa, joil­la kul­la­kin oma koti­maa omas­sa nur­kas­saan fan­ta­sia­maailmaa.

Oh­jel­man koodi lu­ki­ja­ys­tä­väl­li­ses­sä muo­dos­sa

Mu­ka­na ta­ri­noin­tia myös ih­mis­ten kie­lel­lä. Ohjelmkoodin se­kaan on ta­pa­na kom­ment­te­ja, jotka aut­ta­vat koo­dia lu­ke­vaa ym­mär­tä­mään, mitä oh­jel­ma tekee. Lä­hes­kään aika kom­men­tit eivät kerro mi­tään, minkä ei nä­ki­si koo­dis­ta­kin, eikä kom­ment­te­ja ym­mär­rä, ellei ym­mär­rä koo­dia.

Minun kom­ment­ti­ni ym­mär­tää, vaikk­ei koo­dia ym­mär­täi­si­kään eikä toi­saal­ta sitä, mitä ker­ron kom­men­teis­sa, näe koo­dis­ta. (Niin kauak­si eksyn ai­hees­ta.)

Koo­din vään­tä­mi­seen web-ys­tä­väl­li­seen muo­toon käy­tän prismjs:ää

Pää­oh­jel­ma

Fantasmin ter­vey­den­tila ja liik­keet

'Vi­ras­to', joka kerää ti­las­to­tie­toa pan­de­mias­ta

Ko­men­to­kes­kus. Sai nimen 'kartta', koska kartta on näkyvin osa komentokeskusta

Vi­rus­ta ja fantasmeja ku­vaa­via pa­ra­met­re­ja. Reaalimaailmassa luonnonvalinta ohjaa virusten mutatoitumista. Tässä fantasiamaailmassa olen joutunut virittelemään näitä parametreja viruksille suotuisiksi.

Ko­men­to­tie­dos­to Simulointi + videoksi yms.

vi­deon ka­saa­mi­nen Komento, jolla kuvat kootaan videoksi

Tästä voit la­da­ta oh­jel­man lähde­koo­din , jos haluat fantasmien maailman THL:ksi.

Itse luo­dun vaih­to­eh­toi­sen to­del­li­suu­den iha­nuus

Epi­de­mio­lo­git yrit­tä­vät saada mal­lin­sa vas­taa­maan mah­dol­li­sim­man hyvin to­del­li­suut­ta, minä taas sää­din fan­ta­sia­maail­ma­ni to­tuu­det sel­lai­sik­si, että siel­lä ta­pah­tuu kieh­to­via il­miöi­tä, joita on li­säk­si help­po vi­sua­li­soi­da näyt­tä­väs­ti. Vaih­to­eh­toi­ses­sa to­del­li­suu­des­sa minä päätän.

Vaih­to­eh­tois­ten to­del­li­suuk­sien mark­ki­noil­la on ny­kyään valinnavaraa. Elä­köön va­lin­nan­va­paus!

"Pe­do­fii­lien sala­liit­to va­ras­ti Trum­pin vaali­voi­ton", "Ro­ko­tuk­set ovat elii­tin sala­lii­ton yri­tys tyh­mis­tää kansa hel­pom­min hal­lit­ta­vak­si", "Il­mas­ton­muu­tos ei johdu ih­mi­ses­tä vaan au­rin­gos­ta", "Covid-19 tar­tun­nan voi estää po­si­tii­vi­sel­la ajat­te­lul­la ja oi­keal­la hen­gi­tys­tek­nii­kal­la.".

Vaih­to­eh­toi­sil­la to­del­li­suuk­sil­la on monta veto­voima­te­ki­jää

  • On kivaa saada itse päät­tää, mikä on totta ja mikä val­het­ta.
  • On hie­noa olla guru: We­bis­sä on mil­joo­nit­tain covid-19 vi­ruk­ses­ta kai­ken ja vielä enem­män­kin tie­tä­viä, mutta minä olen maail­man ainoa fantasy-21 vi­ruk­sen huip­pu­asian­tun­ti­ja.
  • Vaih­to­eh­toi­ses­sa to­del­li­suu­des­sa on tur­vas­sa. Pan­de­mia-ah­dis­tus hel­pot­taa, kun uskoo, että po­si­tii­vi­nen ajat­te­lu ja oi­kean­lai­nen hen­gi­tys­tek­niik­ka pe­las­taa tau­dil­ta. Us­kol­le saa vah­vis­tus­ta siitä, että vain muu­ta­ma 'oi­kein­hen­git­tä­vä' on sai­ras­ta­nut va­ka­van tauti­muo­don ja nekin muu­ta­mat sai­ras­tu­neet lie­ne­vät epä­on­nis­tu­neet hengitytekniikassa. Siitä, että moni 'vää­rin­hen­git­tä­jä­kään' ei ole sai­ras­tu­nut va­ka­vas­ti, ei tie­ten­kään voi pää­tel­lä mi­tään.

Reaa­li­maail­mas­sa ve­de­tään tosi­asiois­ta johto­pää­tök­siä ylei­ses­ti jär­ke­vi­nä pi­det­ty­jen päät­te­ly­sään­tö­jen mu­kaan. Vaih­to­eh­toi­sis­sa to­del­li­suuk­sis­sa ede­tään toi­veis­ta vaih­to­eh­toi­siin tosi­asioi­hin tar­peen mu­kaan rää­tä­löi­ty­jä päät­te­ly­sään­tö­jä nou­dat­taen. "Tee itse tut­ki­muk­se­si, we­bis­tä löy­tyy juuri si­nun­kin tut­ki­muk­see­si so­pi­via fak­to­ja ", "Ole oma her­ra­si, älä elii­tin orja"

Pan­de­mioi­den mal­lin­ta­mi­ses­ta

Mal­le­ja ja si­mu­loin­te­ja olen­nai­sem­paa pan­de­mian hil­lit­se­mi­ses­sä lie­nee 1) se, miten ih­mi­set ih­mi­set ym­mär­tä­vät me­ka­nis­mit, joil­la tauti tart­tuu, 2) miten to­sis­saan ih­mi­set yrit­tä­vät estää tau­din le­viä­mis­tä ja 3) kuin­ka huo­not mah­dol­li­suu­det ih­mi­sil­lä on esi­mer­kik­si työn takia vält­tää al­tis­tu­mis­ta.

Tar­vit­tai­siin­ko va­lis­tus­vi­deoi­ta, jois­sa ove­lat vi­ruk­set yrit­tä­vät siir­tyä tau­din­kan­ta­jas­ta uu­teen uh­riin: Iloi­sen seu­rueen ym­pä­ril­lä rat­sas­tai­si sylki­pi­sa­roil­la hil­pei­tä vi­ruk­sia uh­ris­ta toi­seen. Sai­sim­me jän­nit­tää, on­nis­tuu­ko rau­hal­li­ses­sa ruoka­ra­vin­to­las­sa hen­toi­seen ae­ro­so­li­hiuk­ka­seen tar­rau­tu­nut virus ylit­tä­mään turva­välin vai imai­see­ko ilman­vaih­to sen mu­kaan­sa.

Muu­ta­ma video voisi näyt­tää, miten virus siir­tyy kä­sien ja pin­to­jen kaut­ta uh­ris­ta toi­seen. Ensin jän­ni­tet­täi­siin, päseekö virus suus­ta tai ne­näs­tä kä­del­le. Ellei käsi­desi tap­pai­si vi­rus­ta, jän­nit­täi­sim­me, pääsekö se hy­päh­tä­mään oven­kah­vaan, his­sin nap­pu­lal­le tai jo­hon­kin muu­hun kym­me­nis­tä otol­li­sis­ta pai­kois­ta. Vielä pi­täi­si jän­nit­tää, ojen­taa­ko uusi uhri 'pe­las­ta­van' kä­ten­sä ennen kuin vi­ruk­sen pinta kui­vuu (tai mitä lie sille ta­pah­tuu.)

Epi­de­mioi­den kul­kua mal­lin­ne­taan yleen­sä dif­fe­ren­tiaa­li- tai dif­fe­rens­si­yh­tä­löil­lä, joi­den muut­tu­jat ku­vaa­vat mm. tau­din eri vai­hei­ta elä­vien osuuk­sia väes­tös­tä. Parametreillä ku­va­taan vi­ruk­sen är­häk­kyyt­tä, tau­din vai­hei­den kes­toa ja sille al­tis­tu­mi­seen vai­kut­ta­via ih­mis­ten käyt­täy­ty­mi­sen piir­tei­tä. Tässä yksi esi­merk­ki: Modelling the Potential Health Impact of the COVID-19 Pandemic on a Hypothetical European Count­ry Artikkeli auttaa ymmärtämään mallinnuksen periaatteen, jos jaksaa siihen paneutua, mutta johtopäätöksiä pandemiasta ei sen antamien tulosten perusteella kannata tehdä, koska alan tiedeyhteisö ei ole artikkelia vielä arvioinut.

Fan­ta­sia­pan­de­miaa­ni si­mu­loin toi­sel­la ylei­sel­lä ta­val­la: Yh­tä­löi­den som­mit­te­lun si­jaan loin N (vi­deol­la N = 1200) olio­ta, jotka kuleksivat ym­pä­riin­sä fan­ta­sia­kau­pun­gis­sa­ni. Vi­deon alus­sa tup­sau­tan nii­den se­kaan yhden itä­mis­vai­hees­sa ole­van oi­reet­to­man tau­din­kan­ta­jan.

Itä­mis­vaihe kes­tää sa­tun­nai­ses­ti vä­lil­lä i0..i1 (vi­deol­la 7—14) fan­ta­sia­maailman päi­vää. Itä­mis­vai­hees­sa ei ole oi­rei­ta eikä tau­tia voi tes­taa­mal­la­kaan ha­vai­ta. Jos joku vi­ruk­sel­le altis sat­tuu liian lä­hel­le itä­mis­vai­hees­sa ole­vaa po­ti­las­ta, sekin saa tar­tun­nan.

Itä­mis­vai­hees­ta po­ti­las siir­tyy joko tau­din lievä­oi­rei­seen vai­hee­seen tai va­ka­vam­paan, hoi­toa vaa­ti­vaan vai­hee­seen. Lievä­oi­rei­set po­ti­laat hi­das­ta­vat vauh­tiaan, mutta kul­ke­vat va­paa­na mui­den seas­sa ja tar­tut­ta­vat liian lä­hel­le tu­le­vat. Va­ka­vam­min sai­ras­tu­neet ja tes­teis­sä haa­viin jää­neet sai­ras­tu­neet py­säy­te­tään ja eris­te­tään ka­ran­tee­nin, joten he eivät voi tar­tut­taa muita. Tämä sai­rau­den vaihe kes­tää pi­dem­pään kuin itä­mis­vaihe — s0..s1 (21—35) fan­ta­sia­päi­vää.

Sai­ras­tu­neil­la on pieni toden­nä­köi­syys kuol­la. Kuo­le­mien oli tar­koi­tus har­ven­taa väes­töä niin, että tauti tu­kah­tuu tar­tu­tet­ta­vien vä­hyy­teen, mutta en raas­ki­nut tap­paa niin mon­taa fantasmeistani. Sen­kin voin toki tehdä, ell­ette muu­ten ala uskoa fantasy-21 vi­ruk­sen vaa­ral­li­suu­teen. Mu­ka­va vaih­to­eh­toi­sen to­del­li­suu­den piir­re tä­mä­kin: Reaa­li­maail­mas­sa jos tulee en­nus­ta­neek­si, että ti­lan­ne pa­he­nee, har­mit­taa, jos tauti sat­tuu­kin talt­tu­maan, mutta omas­sa to­del­li­suu­des­sa­ni en­nus­tuk­se­ni to­teu­tu­vat.

Sai­rau­des­ta toi­pu­neet ovat im­muu­ne­ja pit­kään, mutta eivät py­sy­väs­ti (200—400 fan­ta­sia­päi­vää). Jos ter­veh­ty­neet oliot oli­si­vat py­sy­väs­ti im­muu­ne­ja, virus kä­vi­si enim­män po­ru­kan läpi ja kuo­li­si suku­puut­toon. Ei kovin jän­nit­tä­vää. Pal­jon jän­nit­tä­väm­pää, kun väes­tön im­muu­nius mel­kein tap­paa pöpön suku­puut­toon, mutta viime tin­gas­sa en­sim­mäi­set im­muu­niu­ten­sa me­net­tä­neet 'pe­las­ta­vat' pöpön. Muut­kin pa­ra­met­rit olen vi­rit­tä­nyt niin, ettei pan­de­mia etene liian tyl­säs­ti.

Mal­leis­ta, si­mu­loin­neis­ta ja dy­naa­mis­ten il­miöi­den oh­jauk­ses­ta

Yhdinvoimaloista, lento­ko­neis­ta yms. teh­dään kou­lu­tus­si­mu­laat­to­rei­ta, jotka toi­mi­vat hyvin tark­kaan sa­moin kuin si­mu­loi­ta­va sys­tee­mi. Riit­tää, että tun­ne­taan tar­vit­ta­vat fy­sii­kan lait ja saa­daan suun­nit­te­lu­pii­rus­tuk­sis­ta lai­tok­sen, lento­ko­neen yms. mitat ja muo­dot. Pan­de­mias­ta on vai­keam­pi saada yhtä tark­kaa tie­toa.

Pan­de­mian ete­ne­mi­nen riip­puu vi­ruk­sen omi­nai­suuk­sis­ta: miten virus säi­lyy ym­pä­ris­tös­sä, miten se siir­tyy uh­riin, yms. Ennen kaik­kea pan­de­mian ete­ne­mi­nen riip­puu siitä, miten ih­mi­set toi­mi­vat, miten jak­sa­vat olla va­ro­vai­sia, jne. Virus muut­tuu, ih­mi­set vä­sy­vät ra­joi­tuk­siin tai pe­läs­ty­vät uhri­luvun kas­vaes­sa, ... Yh­teis­kun­nan vält­tä­mät­tö­miä toi­min­to­ja ei voida py­säyt­tää.

Teol­li­suus­pro­ses­sien sää­tö­jä suun­ni­tel­taes­sa käy­te­tään usein yksin­ker­tai­sia, kar­kei­ta ja epä­tark­ko­ja mal­le­ja. Sil­loin­kin malli­yh­tä­löi­den perus­ra­ken­ne som­mi­tel­laan usein fy­sii­kan la­kien ja pro­ses­sin suun­nit­te­lu­do­ku­ment­tien pe­rus­teel­la. Joi­den­kin mal­lin pa­ra­met­rien ar­vo­ja on kui­ten­kin vai­kea tai mah­do­ton las­kea, joten ne so­vi­te­taan ti­las­tol­li­sin me­ne­tel­min mal­lis­ta ke­rät­tyyn mit­taus­da­taan. Säätö­tek­nii­kas­sa malli on hyö­dyl­li­nen, jos sen avul­la pro­ses­sia voi­daan oh­ja­ta riit­tä­vän hyvin ja hal­vem­mal­la kuin ihmis­voi­min tai pa­rem­min kuin ihmis­voi­min. Usein ihmis­voi­min oh­jaa­mi­nen ei edes ole mah­dol­lis­ta.

Yleen­sä malli on hyö­dyl­li­nen, jos se on tar­kem­pi ja antaa en­nus­teen no­peam­min kuin pääs­sä­las­ku­na luu­le­mi­nen. Eri­mit­tai­sia vii­vei­tä ja eri­lai­sia hi­tauk­sia si­säl­tä­vien il­miöi­den hah­mot­ta­mi­nen pääs­sä­las­ku­na on vai­keaa. Var­sin­kin, koska 'päässäluuleminen' on usein ideo­lo­gi­ses­ti ja muis­ta syis­tä pai­not­tu­nut­ta. Hyvä tie­tys­ti, jos mal­lil­la las­ke­taan luot­ta­mus­väli tu­lok­sel­le ja se ker­ro­taan ha­vain­nol­li­ses­ti.

Pan­de­mian ete­ne­mis­tä ei voi en­nus­taa pit­käl­le tu­le­vai­suu­teen tar­kas­ti mm. siksi, että se riip­puu ih­mis­ten reak­tios­ta eikä virus pa­ha­lai­nen­kaan pysy sa­ma­na. Toi­saal­ta esimekiksi kan­san­ta­lous on pan­de­miaa moni­mut­kai­sem­pi ilmiö ja ih­mi­sen toi­min­nal­la on siinä tär­keä rooli. Silti kan­san­ta­lou­den mal­leil­la en­nus­tel­laan esim. hal­li­tuk­sen työl­li­syys­toi­mien vai­ku­tus­ta useam­man vuo­den pää­hän. (Huom: Kan­san­ta­lou­des­ta ja sen mal­lin­ta­mi­ses­ta en tiedä mi­tään — sii­tä­kään.)

Mitä ha­ta­ram­paa tieto on, sitä ha­ta­ram­paa on en­na­koin­ti ja sitä vai­keam­pi suun­ni­tel­la vasta­toi­mia. Riip­pu­mat­ta siitä, käy­te­tään­kö mal­le­ja apuna. Mil­lais­ta 'mit­taus­tie­toa' pan­de­mias­ta on saa­ta­vis­sa? Pe­rus­tuu­ko tieto po­ti­lail­ta ke­rät­tyi­hin ar­ve­lui­hin?

Itä­mis­aika? Mil­loin minä sain tar­tun­nan? Olin usea­na eri päi­vä­nä ti­lois­sa, jois­sa oli mui­ta­kin ih­mi­siä. Yhden heis­tä tie­dän saa­neen diag­noo­sin parin päi­vän ku­lut­tua ta­paa­mi­ses­tam­me. Toden­nä­köi­ses­ti sain tar­tun­nan hä­nel­tä. Tai tar­tu­tin hänet. Tai olim­me kum­pi­kin saa­neet tar­tun­nan jo aiem­min. Pari viik­koa ennen sai­ras­tu­mis­ta kävin kyl­py­läs­sä, jossa oli pal­jon vie­rai­ta. Siinä vai­hees­sa ko­ro­nas­ta oli kuul­tu lä­hin­nä hu­hu­ja eikä tar­tun­taa osat­tu varoa. Vaan voiko oi­ree­ton (itämis)vaihe kes­tää kaksi viik­koa? Kauan­ko siis olin tar­tut­ta­ja ennen kuin huo­ma­sin oi­reet?

Entä mil­loin oi­reet al­koi­vat? Riip­puu siitä, kuin­ka vä­häi­set oi­reet itse noteraa, mitkä oi­reet joh­tu­vat ko­ro­nas­ta, mitkä ovat sitä ta­val­lis­ta köhää ja ko­lo­tus­ta? Minun on help­po sanoa, minä päi­vä­nä sel­keät oi­reet al­koi­vat, mutta moni lie­vem­min sai­ras­ta­va ei lo­pul­ta­kaan erota covid-19:ta ta­val­li­ses­ta pikku vi­lus­tu­mi­ses­ta.

Pit­kään­kö tauti kes­tää? Mi­nul­la vah­vo­ja oi­rei­ta oli pa­ri­sen viik­koa, lie­vem­piä jat­kok­si vii­kon pari. Tes­tit näyt­ti­vät posiitivista viik­ko vii­kon jäl­keen. Vaan pit­kään­kö olin po­ten­tiaa­li­nen tar­tut­ta­ja?

Kuin­ka her­käs­ti virus tart­tuu? Vai­kea sanoa, kun ei tiedä, mo­ni­ko on sai­ras­tu­nut. Väes­tö­tason tie­toa vasta-aine­tes­teis­tä ker­tyy pikku hil­jaa, mutta vasta-ai­nei­ta ke­hit­tyy sai­ras­ta­neil­le vaih­te­le­vas­ti.

Jos malli on on­nis­tut­tu so­vit­ta­maan his­to­ria­tie­toon ja mal­lin pa­ra­met­reil­la ja muut­tu­jil­la on sel­keät vas­ti­neen­sa epi­de­mioi­den teo­rias­sa, sillä tuo­te­tut ske­naa­riot saat­ta­vat olla hyö­dyl­li­siä asian­tunti­joil­le, joil­la on hyvät yleis­tie­dot ja hyvä 'sormi­tun­tu­ma' epi­de­mioi­den ete­ne­mi­ses­tä.

Si­mu­laa­tioi­den tu­lok­sil­la voi myös yrit­tää ha­vain­nol­lis­taa suu­rel­le ylei­söl­le, toi­mit­ta­jil­le ja päät­tä­jil­le perus­asioi­ta pan­de­mioi­den ete­ne­mi­ses­tä. Täl­lai­seen tar­vi­taan kui­ten­kin eri­tyis­tä tie­teen po­pu­la­ri­soin­nin osaa­mis­ta. Asian­tun­ti­jan on vai­kea se­lit­tää pan­de­mian luon­net­ta, jos toi­mit­ta­ja koko ajan jänkkää esi­mer­kik­si: "Pa­la­taan­pa kui­ten­kin vielä sel­vyy­den vuok­si tähän va­roi­tus­teks­tiin: Onko ro­ko­te var­mas­ti 100% tur­val­li­nen, vaik­ka sii­hen lai­te­taan va­roi­tus veri­tulp­pa­ris­kis­tä" Kun asiantuntija alkaa selittää, toimittaja tivaa "Kyllä vai ei vas­taus­ta" Tieteellisen tiedon perusteella ei mitään rokotetta voi taata 100% turvalliseksi. Mitään ei voi taata 100% varmaksi. Toimittajat vievät ensin keskustelun täysin hakoteille ja sitten kysyvät syyttävästi: "Miksi tämä on näin se­ka­vaa?".

En­nus­te­malli

Siitä, kun tauti alkaa le­vi­tä tai tu­kah­tua, kes­tää pari kolme viik­koa, ennen kuin muu­tos alkaa näkyä sai­raa­la­hoi­toon jou­tu­vis­sa. Hyvä ly­hyen täh­täi­men en­nus­te­malli voisi antaa vih­jet­tä siitä, mitä on odo­tet­ta­vis­sa ja mil­lai­sil­la toi­mil­la kan­nat­tai­si rea­goi­da.

Sor­me­ni syy­hyä­vät ko­keil­la si­mu­laat­to­ri­ni rin­nal­le yksin­ker­tais­ta mal­lia, jolla 1) voisi en­na­koi­da pan­de­mian ete­ne­mis­tä lähi­viik­ko­jen ai­ka­na ja 2) ko­keil­la eri toi­men­pi­tei­den vai­ku­tus­ta. Mal­lis­sa olisi kar­keas­ti ku­vat­tu­na pan­de­mian ete­ne­mi­sen pää­piir­teet ja siinä olisi muu­ta­ma pa­ra­met­ri, jotka voi­tai­siin so­vit­taa ti­las­tol­li­sin me­ne­tel­min niin, että malli toi­mi­si saman suun­tai­ses­ti kuin pan­de­mia. Pa­ra­met­rit so­vi­tet­tai­siin joka päivä parin edel­li­sen kuu­kau­den ti­las­to­tie­to­jen pe­rus­teel­la ja en­nus­te lähi­vii­koil­le las­ket­tai­siin joka päivä uu­des­taan. (Covid-pandemiasta näin ke­vääl­lä täl­lai­sen mal­lin­nuk­sen, mutta link­ki on vielä hakusessa.) Etäi­ses­ti tätä muis­tut­ta­vaa lä­hes­ty­mis­tapaa käy­te­tään malliprediktiivisessä sää­dös­sä mm. pro­ses­si­teol­li­suu­des­sa.

Kaik­ki­tie­tä­vä teko­äly vi­rus­ta tal­tut­ta­maan?

Neuroverkoista suo­ri­tin pari kurs­sia 70-lu­vul­la enkä ole so­vel­ta­nut teko­älyä mi­hin­kään. Täy­del­li­sen tie­tä­mät­tö­myy­den tuo­mal­la var­muu­del­la siis kir­joit­te­len.

Ylei­nen tapa lie­nee opet­taa teko­älyä suu­rel­la mää­räl­lä dataa. Jos siis teko­älyl­le tarjoittaisiin pu­res­kel­ta­vak­si kaik­ki maail­man ti­las­to­tieto pan­de­mias­ta, se kai osai­si en­nus­taa, miten eri­lai­set ra­joi­tus­toi­met vai­kut­tai­si­vat pan­de­mian ete­ne­mi­seen. Vaan voiko teko­älyyn luot­taa? Onko teko­äly luon­teel­taan hä­mä­räm­pi ver­sio reg­res­sio­ana­lyy­sis­tä, joka ei ym­mär­rä syy-seuraussuhteista mi­tään vaan luot­taa kor­re­laa­tioi­hin?

Reg­res­sio­ana­lyy­sin avul­la voi­daan ti­las­to­tie­teen me­ne­tel­min löy­tää malli­yh­tä­löl­le pa­ra­met­rit, joil­la mal­lin tuot­ta­ma en­nus­te par­hai­ten vas­taa mit­taus­tie­toa. Ti­las­to­tie­det­tä ym­mär­tä­mät­tö­män ama­töö­rin reg­res­sio­ana­lyy­si voi kui­ten­kin joh­dat­taa täy­sin vir­heel­li­siin johto­pää­tök­siin. Tältä osin teko­äly, niin kuin olen sen ym­mär­tä­nyt, muis­tut­taa reg­res­sio­ana­lyy­siä. Lisä­vai­keus tulee siitä, että reg­res­sio­ana­lyy­sin tuot­ta­man malli­yh­tä­lön pa­ra­met­rei­neen saa näh­tä­väk­seen, mutta teko­äly ei osaa mil­lään ta­voin se­lit­tää pää­tel­miään.

Ta­ri­na ker­too yri­tyk­ses­tä opet­taa teko­äly tun­nis­ta­maan hyök­käys­vau­nu­ja. Tätä var­ten va­rat­tiin hyök­käys­vaunu yh­dek­si päi­väk­si ja otet­tiin val­ta­vas­ti kuvia hyök­käys­vau­nus­ta: Vaunu edes­tä, vaunu takaa, vaunu osin pen­sai­den ta­ka­na pii­los­sa, ...

Toi­se­na päi­vä­nä käy­tiin ot­ta­mas­sa sa­mois­ta pai­kois­ta kuvat ilman hyök­käys­vau­nua. Sit­ten an­net­tiin kuvat teko­älyl­le pällisteltäväksi: "Näis­sä ku­vis­sa on vaunu, näis­sä ei. Näet­kö eron?"

Testi­da­tas­ta teko­äly oppi erot­ta­maan 100% oi­kein kuvat, jois­sa oli hyök­käys­vaunu. Kun teko­älyä tes­tat­tiin eri mai­se­mas­sa, se löysi vau­nut sat­tu­maa huo­nom­min. Tar­vit­tiin ih­mi­nen oi­val­ta­maan, että teko­äly oli op­pi­nut erot­ta­maan 100% oi­kein pil­vi­set päi­vät au­rin­koi­sis­ta, mutta hyök­käys­vau­nua se oli pi­tä­nyt mi­tät­tö­mä­nä ros­ka­na ku­vis­sa.

Tasa­puo­li­suu­den vuok­si päin­vas­tai­nen esi­merk­ki teko­älyn ky­vyis­tä:

Teko­äly opet­te­li pe­laa­maan go-peliä käy­mäl­lä läpi go-mestarin pe­le­jä. Opit­tuaan sen, mikä ih­mis­ten pe­leis­tä oli opit­ta­vaa, se ke­hit­ti tai­to­jaan pe­laa­mal­la it­seään vas­taan. En ihan ym­mär­rä, miten. Jos tie­tää, mil­loin on voit­ta­nut, voi­nee yritys-erehdys -me­ne­tel­mäl­lä oppia erot­ta­maan hyvän peli­stra­te­gian huo­nos­ta.

Myö­hem­min ih­mis­tä vas­taan pe­la­tes­saan teko­äly teki ki­pe­räs­sä ti­lan­tees­sa siir­ron, joka oli kaik­kien peliä seu­raa­vien go-mestarien mie­les­tä tosi ty­pe­rä — varma häviö teko­älyl­le. Teko­äly teki kui­ten­kin pe­rään pari vielä 'ty­pe­räm­pää' siir­toa ja voit­ti pelin. Ny­kyään mes­ta­rit­kin käyt­tä­vät moi­sia 'ty­pe­riä' siir­to­ja.

En lähde et­si­mään noil­le esi­mer­keil­le lähde­vii­tet­tä, koska ellei sel­lais­ta löy­tyi­si, jäisi hyvät anek­doo­tit ker­to­mat­ta. (Te­hok­kaim­mat anek­doo­tit ovat usein itse kek­sit­ty­jä. Miten voin ve­do­ta lu­ki­joi­den tun­tei­siin, jos annan lähde­kri­tii­kin ra­joit­taa anek­doot­tien ker­to­mis­ta.) Saat­taa kui­ten­kin olla, että olen lu­ke­nut nuo esi­mer­kit kir­jas­ta Mar­cus de Sautoy: The Creativity Code, how AI is learning to write, paint and think. (Ei ollenkaan huono kirja. Kiitos joululahjasta!)


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Epidemioiden simulointia > Epidemian SIR-mallinnus (edit: )

Epi­de­mian SIR-mallinnus

Epi­de­mioi­den SIR-mallinnusta ke­hi­tel­tiin jo sata vuot­ta sit­ten. Ko­kei­lin sen suun­tais­ta mal­lin­nus­ta ute­liai­suu­des­ta, oh­jel­moin­nin sormi­har­joi­tuk­se­na.

Vir­taus­dy­na­miik­ka on aina kiin­nos­ta­vaa. Lai­tan pari link­kiä tut­ki­muk­siin, jois­sa on sel­vi­tel­ty vi­rus­ten le­viä­mis­tä ae­ro­so­lien mu­ka­na. Parin met­rin turva­etäi­syys vie rois­kei­den ulot­tu­vil­ta, mutta ae­ro­so­lit pi­ru­lai­set mat­kaa­vat pal­jon pi­dem­mäl­le.

27 huhti­kuuta 2021

SIQR-malli

/xml/Programming/Simulaatioita/Pandemia/koko_kausi_sairastuneet.png
Mal­li­ni tuo­tok­sia  

Tein yksin­ker­tai­sen epidemia-mallin, jossa muut­tu­ji­na ovat tar­tun­nal­le alt­tiit, oi­reet­to­mas­ti sai­ras­ta­vat, ka­ran­tee­niin ase­te­tut sai­raat sekä pa­ran­tu­neet. Nou­da­tin wiki­pe­dian ar­tik­ke­lin peri­aat­tei­ta mallia kyhätessäni. Pitkä juttu SIQR-mallistani . Jupyterlab notebookin käyttäjät voi­vat la­da­ta sen tästä .

Ae­ro­so­lien ete­ne­mi­nen

Epi­de­mioi­den mal­lin­nuk­seen pe­reh­tyes­sä tör­mä­sin täl­lai­seen: Ae­ro­so­lit vi­pel­tä­mäs­sä kau­pas­sa

Yhtä tär­keä kuin tut­kia epi­de­mioi­den ete­ne­mis­tä väes­tön kes­kuu­des­sa on sel­vit­tää tar­tun­ta­me­ka­nis­me­ja. Parin met­rin turva­etäi­syys suo­jan­nee rois­keil­ta, mutta ei ae­ro­so­leil­ta, joi­den mu­ka­na tau­din­ai­heut­ta­jat saat­ta­vat rat­sas­ta pit­käl­le­kin.

Minua kiin­nos­ti enem­män vi­ruk­sen kul­keu­tu­mi­sen mal­lin­ta­mi­nen kuin sen mer­ki­tys epi­de­mian le­viä­mi­sel­le, joten en sel­vit­tä­nyt, kuin­ka suuri mer­ki­tys ae­ro­so­leil­la on covid-19 tar­tun­nois­sa, mutta pal­jon näyt­tää asiaa tut­kit­ta­van.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Elävä maalaus (edit: 2020-12-14)

Elävä maa­laus

Taide­näyt­te­lyn ava­jai­sis­sa sei­näl­le hei­jas­tet­tiin video vesi­pu­touk­ses­ta, jossa vesi oli kor­vat­tu yk­kö­sil­lä ja nol­lil­la. Tai­tei­li­ja ker­toi pi­tä­vän­sä tieto­ko­net­ta moni­puo­li­se­na 'si­vel­ti­me­nä'. Tulin ker­to­neek­si hä­nel­le, että ole pit­kään haa­veil­lut si­mu­laa­tios­ta, jossa eri­vä­ri­set maa­lit vir­tai­le­vat muo­dos­taen psy­ke­dee­li­siä ku­vioi­ta. So­vel­tai­sin fy­sii­kan la­ke­ja, mutta ot­tai­sin tai­tei­li­jan va­pau­den muu­tel­la niitä.

—   Sehän on te­ke­mis­tä vail­le val­mis, hän sanoi.

Tul­kit­sin tai­tei­li­jan ylis­tä­vän ideaa­ni: Onpa ju­ma­lai­sen oma­pe­räi­nen idea ja to­teu­tus­kin val­miik­si mie­tit­ty.

Vii­kon aher­ruk­sen jäl­keen aloin ar­vel­la tai­tei­li­jan vih­jan­neen, että epä­mää­räi­sen haa­veen ja val­miin teok­sen vä­liin mah­tuu pal­jon epä­toi­vois­ta puur­ta­mis­ta ja silti loppu­tulos jää pa­has­ti va­jaak­si siitä, mitä on haave­hou­reis­saan sie­lun­sa sil­mil­lä näh­nyt.

At the opening of an art exhibition, a video of a waterfall was projected on the wall, with water replaced by ones and zeros. The artist said he sees the computer as a versatile ‘brush’. I told him that I had long dreamed of a simulation in which paints of different colors flow, forming psychedelic patterns. I would apply the laws of physics, but with the artist’s freedom to modify them.

That's ready to do, he said.

I thought he praised my idea: Such a divine original idea with implementation already thought out.

After a week of strugling, I understood that the artist had hinted that there is a lot of desperate drilling between a vague fantasy and a finished work, and yet the end result will be far from the dream.

Tammi­kuus­sa 2021

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/maasto_alku.png
Tästä mai­se­mas­ta alkaa osa vir­tail­la 

Ikui­ses­ti ala­vir­taan (jos tun­tuu tyl­sän hi­taal­ta, no­peu­ta vi­deo­ta)

video varalle, jos yo. ei toimi

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/maasto_loppu.png
Täl­lai­seen pää­dy­tään 
../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/roiskeet_alku.png
 

Rois­kei­ta

video varalle, jos yo. ei toimi

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/roiskeet_loppu.png
 

Vi­deo­ni ei näytä al­kuun­kaan sa­mal­ta kuin haa­veis­sa­ni. Vaan enpä minä tuota teh­nyt­kään. Sen teki tieto­ko­nee­ni, joka ei an­ta­nut unel­mil­le­ni armoa. Osan­sa on myös fy­sii­kan laeil­la, jotka eivät nou­da­ta ku­vi­tel­mia­ni.

Joku on saa­nut ai­kai­sek­si täl­lais­ta . Okay, Mä hävisin.

Suur­ta tai­det­ta en saa­nut ai­kai­sek­si, mutta yksi mo­nis­ta pitkä­ai­kai­sis­ta haa­veis­ta­ni to­teu­tui: Olen opis­ke­lu­ajois­ta läh­tien ha­lun­nut tehdä oh­jel­man, joka rat­kai­see osit­tais­dif­fe­ren­tiaa­li­yh­tä­löi­tä ja si­mu­loi kaa­su­jen ja nes­tei­den vir­tai­lua. Us­koin toki tie­tä­vä­ni rat­kai­sun peri­aat­teen, mutta olen op­pi­nut, että reaa­li­maailman on­gel­mat eivät kun­nioi­ta us­koa­ni omaan kaik­ki­tie­tä­vyy­tee­ni. Us­ko­mi­nen omaan osaa­mi­seen on pal­jon hel­pom­paa kuin te­ke­mi­nen.

Va­lis­tus­vi­deon mu­kaan covid-19 -so­dan to­del­li­sia san­ka­rei­ta ovat ne, jotka ky­ke­ne­vät ah­dis­tu­mat­ta lo­ju­maan koti­soh­val­la mi­tään te­ke­mät­tä. Ar­ve­lin, että koodaminenkin on covid-19 -so­das­sa, ellei san­ka­ruut­ta, niin ai­na­kin sal­lit­tua. Mi­nul­le koo­daa­mi­nen toi­mii me­di­taa­tio­na — Kun­han saan koo­da­ta mitä ha­luaa ei­vät­kä dead-linet ah­dis­ta.

Jos ai­koi­naan töis­sä ol­les­sa­ni sain pomon va­kuut­tu­neek­si, että joku homma on tär­keä, pomo kysyi, pal­jon­ko se vaa­tii työtä.

Pelk­kä ky­sy­mys alkoi ah­dis­taa. Miten työ­mää­rän voisi ar­vioi­da uu­den­lai­ses­ta uppo-ou­dos­ta hank­kees­ta, josta ei mi­tään tiedä? Työ­mää­rä­hän on jok­seen­kin vii­mei­nen asia, mikä täl­lai­sis­sa hank­keis­sa sel­viää. Työ­elä­mäs­sä tär­kein­tä oli kek­siä mah­dol­li­sim­man iso niin pieni arvio työ­mää­räl­le, että pomo saat­toi sen hy­väk­syä. Täl­lai­sen pikku­hank­keen työ­mää­räk­si oli­sin ehkä ar­vioi­nut: 'pa­ri­sen viik­koa' johon pomo olisi vas­tan­nut: 'saat vii­kon'.

Jos tämä olisi ollut työ­pro­jek­ti, muu­ta­ma viik­ko dead-linen vää­räl­lä puo­lel­la minua olisi al­ka­nut ah­dis­taa, vaik­ka sadas proto­tyyp­pi jo oli­si­kin osoit­ta­nut alus­ta­via toi­mi­mi­sen oi­rei­ta. Kun alkaa ah­dis­taa, tulee ho­sut­tua ja yri­tet­tyä quick-and-dirty temp­pu­ja. Homma tys­sää sii­hen eikä auta kuin ju­lis­taa no­lot­ta­van kes­ken­eräi­nen työ val­miik­si.

Syrjä­hyp­py­nä link­ki jut­tuun, jossa häm­mäs­tel­lään, miksi kaik­ki eivät tunne vir­taus­dy­na­mii­kan la­ke­ja

Loin tieto­ko­nee­see­ni jär­ven saa­ri­neen. Vi­deol­la va­sem­mas­sa ruu­dus­sa näkyy jär­ven pinta ja veden vir­tauk­set. Mitä pu­nai­sem­paa, sitä kor­keam­mal­la vesi on. Nuo­let osoit­ta­vat veden vir­tauk­sen suun­tia. Mitä pak­sum­pi nuoli, sitä enem­män vettä vir­taa, mitä pu­nai­sem­pi nuoli, sitä no­peam­min vesi vir­taa. Saa­ria en jak­sa­nut erik­seen maa­la­ta. Ne al­ka­vat erot­tua, kun nii­den koh­dal­la "pin­nan­kor­keus" ei muuta. Vesi vir­taa tie­tys­ti ala­vir­taan, eli jär­veä so­pi­vas­ti kier­täes­sään voi koko ajan las­ke­tel­la ala­vir­taan. Ei siis ihan reaa­li­maailman järvi vaan fan­ta­sia­maailman järvi. Sen voi aja­tel­la jär­vek­si vaih­to­eh­toi­sen to­tuu­den maail­mas­sa. Ny­kyään vaih­to­eh­toi­set to­tuu­det ovat suo­sit­tu­ja po­li­tii­kas­sa, miks­ei siis fy­sii­kas­sa­kin.

Jär­veen ja saa­ril­le on rois­kit­tu pu­nais­ta ja vih­reää väriä, joi­den pi­toi­suu­det nä­ky­vät vi­deon oi­kean­puo­lei­ses­sa ruu­dus­sa. Mistä tämä väri on tul­lut? Si­mu­laa­tion alkua edel­tä­vis­tä ta­pah­tu­mis­ta tie­däm­me yhtä vähän kuin maailman­kaik­keu­den ta­pah­tu­mis­ta ennen alku­rä­jäh­dys­tä. Ehkä joku väri­kuula­me­teo­ri on pok­sah­ta­nut har­mit­ta­vas­ti juuri jär­ve­ni ylä­puo­lel­la.

Yri­tyk­set ja ereh­dyk­set ja yri­tyk­set ja ...

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/escherPutous.jpg
Escherin nä­ke­mys ka­na­vas­ta 

Aluk­si si­mu­loin suo­ras­sa ka­na­vas­sa vir­taa­vaa pak­suh­koa nes­tet­tä. Kun lo­pul­ta sain nes­teen joten kuten vir­taa­maan, huo­ma­sin loppu­tu­lok­sen san­gen tyl­säk­si. Ei aut­ta­nut, vaik­ka vään­sin ka­na­van mut­kal­le — ei aut­ta­nut toi­nen­kaan mutka. Vai­mo­kin kä­ve­li ohi py­säh­ty­mät­tä ihas­te­le­maan. Al­go­rit­min ke­hit­te­ly kui­ten­kin kieh­toi niin, etten luo­vut­ta­nut.

Kun näin Escherin piir­rok­sen vesi­pu­touk­ses­ta, ym­mär­sin, ettei mi­nun­kaan tar­vit­se antaa reaa­li­maailman kah­leh­tia it­seä­ni. Loin jär­ven, jossa vesi valuu saar­ten vä­lis­sä ikui­ses­ti ala­vir­taan. Koska lu­ki­jan saat­taa olla vai­kea ym­mär­tää, mil­lai­ses­ta jär­ves­tä on ky­sy­mys, piirsiin jär­ven poh­jan kal­lis­tus­ten ve­teen ai­heut­ta­mat voi­mat jär­ven eri koh­dis­sa. Sel­ven­si?

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/kosket.png
Kal­lis­tus­ten ai­heut­ta­mat voi­mat 

lisä­sel­ven­nyk­sek­si itä-länsi ja poh­jois-etelä -suun­taan vai­kut­ta­vien voi­mien suu­ruu­det.

../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/kosket_u.png
Itä-länsi -suun­tai­sen voi­man suu­ruus eri koh­dis­sa jär­veä. Läm­pi­mät sävyt po­si­tii­vi­sia, kyl­mät ne­ga­tii­vi­sia 
../xml/Programming/Simulaatioita/Elava_maalaus/kosket_v.png
Etelä-pohjois -suun­tai­sen voi­man suu­ruus. 

Vi­deon alus­sa järvi on le­vos­sa ja vettä on kaik­kial­la ta­sai­nen ker­ros. Sit­ten vesi alkaa vir­ra­ta alas kos­kis­ta kiih­ty­väl­lä vauh­dil­la. Ken on niin kiin­ni reaa­li­maail­mas­sa, ettei ky­ke­ne mois­ta kos­kien 'käyn­nis­ty­mis­tä' mie­les­sään ku­vit­te­le­maan, voi kor­va­ta kos­ket jär­ves­sä kyl­jel­lään ole­vil­la siipi­rat­tail­la, joi­den toi­nen puoli hauk­kaa vettä, toi­nen puoli hauk­kaa tyh­jää.

Minun mie­les­tä­ni vesi vir­tai­lee juuri niin kuin sen kuu­luu­kin ja väri­ai­neet liu­ke­ne­vat ve­teen ja kul­ke­vat veden vir­taus­ten mu­ka­na juuri niin kuin kuu­luu­kin. Kovin kau­nis­ta kat­sel­ta­vaa tuo ei ole, ellei osaa ar­vos­taa 'luon­non­ilmiöiden' hie­nout­ta.

Aluk­si lai­toin jär­veen suora­kul­mai­sia saa­ria, mutta vir­tauk­set ai­heut­ti­vat suoakulmioiden nurk­kia kier­täes­sään niin suu­ria paine-eroja, että al­keel­li­nen al­go­rit­mi­ni ei ti­lan­tees­ta sel­vin­nyt.

Kor­va­sin suora­kul­miot el­lip­seil­lä. (Ehkä autot ja lento­ko­neet­kin ovat pyö­reä­kul­mai­sia, koska in­si­nöö­rien al­go­rit­mit eivät sel­viä vir­taus­ten jyr­kis­tä kään­nök­sis­tä :-)

Ei sen­tään. In­si­nöö­rit jou­tu­vat ke­hit­te­le­mään al­go­rit­me­jaan, kun­nes saa­vat on­gel­man­sa rat­kais­tua. Minun ei tar­vin­nut sel­lai­seen ryh­tyä, koska minä ja jär­ve­ni eläm­me vaih­to­eh­toi­ses­sa to­del­li­suu­des­sa. Hel­pom­paa kuin al­go­rit­mi­ni pa­ran­te­le­mi­nen oli 'pa­ran­nel­la' fan­ta­sia­maail­maa­ni — muo­toil­la ja siir­rel­lä saa­ria, muu­tel­la 'veden' vis­ko­si­teet­tia (= 'pak­suut­ta') — kun­nes al­keel­li­nen al­go­rit­mi­ni on­nis­tui lii­kut­te­le­maan 'vir­tauk­sia' suu­rem­min kom­pu­roi­mat­ta.

Ve­sis­tön kar­tan piir­tä­mi­nen

Saa­rien ja muoto ja si­jain­ti pitää 'ker­toa' si­mu­laat­to­ril­le­ni sittaisdifferentiaaliyhtälöinä, mutta minä ym­mär­rän vain kaa­vio­kuvia. Mi­nul­la ja si­mu­laat­to­ril­la oli kom­mu­ni­kaa­tio-on­gel­ma, joka tuot­ti ikä­viä yl­lä­tyk­siä. Jo kym­me­nen­nen yl­lä­tyk­sen jäl­keen tein työ­kalun, joka piir­tää mi­nul­le kar­tan siitä, mil­lai­sen saa­ris­ton olen tul­lut kek­si­neek­si ja joka osaa kir­joit­taa sen yh­tä­löik­si, jotka si­mu­loin­ti­oh­jel­ma­ni ym­mär­tää. Haus­kaa ma­te­ma­tii­kan ver­ryt­te­lyä. Tai ei pelk­kää ver­ryt­te­lyä — uut­ta­kin piti ope­tel­la.

Tun­tuu, että minun koulu­ai­koi­na­ni ope­tuk­seen liit­tyi sel­lai­nen harha­ku­vi­tel­ma, että ope­tet­ta­vak­si va­li­tuil­la nip­pe­li­tie­doil­la pär­jää loppu­elä­män­sä. Ma­te­ma­tii­kan so­vel­ta­mi­ses­sa tär­kein­tä kui­ten­kin on ma­te­maat­ti­nen ajat­te­lu, kyky ope­tel­la uusia nip­pe­li­tai­to­ja ja ym­mär­rys siitä, mitä nip­pe­li­tai­to­ja ope­tel­la. Ma­te­maat­ti­nen ajat­te­lu — mitä se on? Ki­pe­rä ky­sy­mys. Miten oppia opet­te­le­maan uutta? Ki­pe­rä ky­sy­mys sekin.

Luon­non­tie­tei­den ope­tuk­ses­sa­kin tun­tui riit­tä­vän, että osaa tie­tyt kaa­vat, joi­den avul­la rat­kais­ta tie­tyn­lai­set tyyp­pi­teh­tä­vät sen si­jaan, että olisi ensin/sa­mal­la yri­tet­ty oi­keas­ti ym­mär­tää luon­non­ilmiöitä. Tyt­tä­re­ni ker­toi, että ny­kyään yli­opis­tol­la on demo­tyyp­pe­jä, jotka ovat kun­nol­la miet­ti­neet, miten ha­vain­nol­lis­taa luon­non­ilmiöitä.

Järvi­ve­sis­tön suun­nit­te­lun työ­kalu

Kun vir­taus­ilmiöitä si­mu­loi­daan, maail­ma jae­taan pie­nik­si kuu­tioik­si ja las­ke­taan, mitä kul­le­kin kuu­tiol­le ta­pah­tuu ajan ku­lues­sa. Jär­ves­sä­ni kuu­tio on joko maata tai nes­tet­tä. Tämän takia yl­lä­tyin ikä­väs­ti, kun tes­ta­sin, miten si­mu­loin­ti­oh­jel­ma­ni näkee el­lip­sin muo­toi­set saa­ret. Eivät ol­leet peh­meän pyö­rei­tä vaan moni­kul­mio­ta. Kul­mia tuli pal­jon, mutta on­nek­si al­go­rit­mi­ni ei niis­tä her­mos­tu­nut yhtä pa­has­ti kuin suora­kul­mioi­den nur­kis­ta.

Yh­tä­löi­den joh­ta­mi­nen

Vir­taus­dy­na­mii­kan perus­yh­tä­löt pitää vään­tää si­mu­loin­tiin so­pi­vaan muo­toon. Opin jo kou­lus­sa, että yh­tä­löi­den pyö­rit­te­ly ei ole ih­mi­sen hom­maa — ei sovi ai­na­kaan mi­nul­le. Sil­loin har­voin kuin pää­sin 'loppu­tu­lok­seen' asti, se näyt­ti aina jo­ten­kin ou­dol­ta, minkä se­li­tyk­sek­si olin löy­tä­vi­nä­ni vir­heen yh­tä­löi­den pyö­rit­te­lyn alku­vai­heis­ta tai jo lähtö­yh­tä­löis­tä. Ei aut­ta­nut kuin tehdä kaik­ki uu­des­taan alus­ta läh­tien. Ja huo­ma­ta, että virhe oli­kin muual­la. Taas alus­ta. Sit­ten huo­ma­ta, että oli­han se virhe siel­lä alus­sa, mutta eri koh­das­sa kuin ...

On­nek­si yh­tä­löi­den pyö­rit­te­lyn voi teet­tää tieto­ko­neel­la: Kir­joi­te­taan yh­tä­löt ja an­ne­taan tieto­ko­neen rat­kais­ta ne. Jos lähtö­yh­tä­löi­tä täy­tyy muut­taa, teh­dään kor­jauk­set ja kli­ka­taan 'rat­kai­se'. Jo­ko­han kou­lus­sa ny­kyään ker­ro­taan täl­lai­ses­ta mah­dol­li­suu­des­ta?

../xml/Programming/Simulaatioita/CFD/forces_eq.png
Voi­mia (http://www.eng.auburn.edu/~tplacek/courses/fluidsreview-1.pdf) 
../xml/Programming/Simulaatioita/CFD/mass_eq.png
Mas­san säi­ly­mi­nen (http://www.eng.auburn.edu/~tplacek/courses/fluidsreview-1.pdf) 
../xml/Programming/Simulaatioita/CFD/momentum_eq.png
Liike­mää­rän säi­ly­mi­nen (http://www.eng.auburn.edu/~tplacek/courses/fluidsreview-1.pdf) 

Jäl­jem­pä­nä ole­van lin­kin ta­ka­na ker­ro­taan, miten ohei­sis­ta säi­ly­mis­laeis­ta tuo­te­taan au­to­maat­ti­ses­ti seu­raa­va, si­mu­loin­nis­sa tar­vit­ta­va funk­tio. 

    # -*- coding: utf-8 -*-

import params as par
import saaret as ly


def dfdt(kartta, rho_d, u_d, v_d, paint_d, Fe_u, Fe_v, D_rho, D_u, D_v, D_paint):
    for i in range(1, ly.DIM_i-1):
        for j in range(1, ly.DIM_j-1):
            if kartta[i, j] == 'jarvi':
                D_rho[i, j] = \
                 (0.5*rho_d[i, j]*u_d[i, j-1]-0.5*rho_d[i, j]*u_d[i,
                  j+1]+0.5*rho_d[i, j]*v_d[i-1, j]-0.5*rho_d[i,
                  j]*v_d[i+1, j]+0.5*rho_d[i, j-1]*u_d[i,
                  j]-0.5*rho_d[i, j+1]*u_d[i, j]+0.5*rho_d[i-1,
                  j]*v_d[i, j]-0.5*rho_d[i+1, j]*v_d[i, j])

                D_u[i, j] = \
                 ((-4.66666666666667*par.mu*u_d[i,
                  j]+1.33333333333333*par.mu*u_d[i,
                  j-1]+1.33333333333333*par.mu*u_d[i,
                  j+1]+1.0*par.mu*u_d[i-1, j]+1.0*par.mu*u_d[i+1,
                  j]+0.0833333333333333*par.mu*v_d[i-1,
                  j-1]-0.0833333333333333*par.mu*v_d[i-1,
                  j+1]-0.0833333333333333*par.mu*v_d[i+1,
                  j-1]+0.0833333333333333*par.mu*v_d[i+1,
                  j+1]-par.c_fr*u_d[i, j]+0.5*par.c_p*rho_d[i,
                  j-1]-0.5*par.c_p*rho_d[i, j+1]+(Fe_u[i,
                  j]+0.5*u_d[i, j]*u_d[i, j-1]-0.5*u_d[i, j]*u_d[i,
                  j+1]+0.5*u_d[i-1, j]*v_d[i, j]-0.5*u_d[i+1,
                  j]*v_d[i, j])*rho_d[i, j])/rho_d[i, j])

                D_v[i, j] = \
                 ((0.0833333333333333*par.mu*u_d[i-1,
                  j-1]-0.0833333333333333*par.mu*u_d[i-1,
                  j+1]-0.0833333333333333*par.mu*u_d[i+1,
                  j-1]+0.0833333333333333*par.mu*u_d[i+1,
                  j+1]-4.66666666666667*par.mu*v_d[i,
                  j]+1.0*par.mu*v_d[i, j-1]+1.0*par.mu*v_d[i,
                  j+1]+1.33333333333333*par.mu*v_d[i-1,
                  j]+1.33333333333333*par.mu*v_d[i+1,
                  j]-par.c_fr*v_d[i, j]+0.5*par.c_p*rho_d[i-1,
                  j]-0.5*par.c_p*rho_d[i+1, j]+(Fe_v[i, j]+0.5*u_d[i,
                  j]*v_d[i, j-1]-0.5*u_d[i, j]*v_d[i, j+1]+0.5*v_d[i,
                  j]*v_d[i-1, j]-0.5*v_d[i, j]*v_d[i+1, j])*rho_d[i,
                  j])/rho_d[i, j])

                D_paint[i, j] = \
                 (-4.0*par.D_pnt*paint_d[i,
                  j]+1.0*par.D_pnt*paint_d[i,
                  j-1]+1.0*par.D_pnt*paint_d[i,
                  j+1]+1.0*par.D_pnt*paint_d[i-1,
                  j]+1.0*par.D_pnt*paint_d[i+1, j]+0.5*paint_d[i,
                  j]*u_d[i, j-1]-0.5*paint_d[i, j]*u_d[i,
                  j+1]+0.5*paint_d[i, j]*v_d[i-1, j]-0.5*paint_d[i,
                  j]*v_d[i+1, j]+0.5*paint_d[i, j-1]*u_d[i,
                  j]-0.5*paint_d[i, j+1]*u_d[i, j]+0.5*paint_d[i-1,
                  j]*v_d[i, j]-0.5*paint_d[i+1, j]*v_d[i, j])

Yri­tin kir­joit­taa seu­raa­van niin, että sitä lu­kies­sa voi ohit­taa yh­tä­löt ja python koo­dit pi­kai­sel­la vil­kai­sul­la. Vir­taus­yh­tä­löi­den joh­ta­mi­nen

Nu­me­ron murs­kaus

Si­mu­loin­ti­teh­tä­vät eivät rat­kea ana­lyyt­ti­ses­ti yh­tä­löi­tä pyö­rit­tä­mäl­lä vaan vii­mei­se­nä vai­hee­na jou­du­taan tur­vau­tu­maan nu­mee­ri­seen las­ken­taan. Las­ke­mis­ta on niin pal­jon, että kym­me­nen vuot­ta van­hal­ta tieto­ko­neel­ta­ni kului useam­pi tunti alus­sa ol­lee­seen vi­deoon tar­vit­ta­vien ku­vien tuot­ta­mi­seen. Pik­kui­sen mie­ti­tyt­tää, miten no­peut­taa las­ken­taa. Mie­ti­tyt­tää, mutt­ei on­nek­si niin pal­joa, että ryh­tyi­sin koo­dia kor­jaa­maan.

Eh har­ras­ta video­pe­laa­mis­ta, mutta aika ajoin haa­viin on sat­tu­nut ar­tik­ke­lei­ta, jois­sa tar­kas­tel­laan video­pe­lien tar­pei­siin ke­hi­tet­ty­jä no­pei­ta luon­non­ilmiöiden si­mu­loin­tiin so­vel­tu­via al­go­rit­me­ja. Il­mei­ses­ti suurinpiirtein fy­sii­kan la­ke­ja nou­dat­ta­vat te­hos­teet sä­väyt­tä­vät.

virtaukset.py Varsinainen virtausten simulointi

Kuvat vi­deok­si

Si­mu­laa­tio-oh­jel­ma tuot­ti kym­me­nen­tu­hat­ta kuvaa. Jos ot­tai­si joka sa­dan­nen ja näyt­täi­si ne slide-showna? Ei käy: Il­miön dy­na­mii­kas­ta huk­kui­si olen­nai­nen. Video? Vaik­ka­pa 48 kuvaa se­kun­nis­sa. Syn­tyy noin parin mi­nuu­tin video. Vi­lis­tää­kö olen­nai­nen liian no­peas­ti? Pitää ko­keil­la.

Miten ku­vis­ta saa vi­deon? Kir­joi­te­taan webin haku­ko­neel­le 'photos pictures to video' tai jo­tain tuon suun­tais­ta. Haku­kone vas­taa 'ffmpeg'. Kas, mi­nul­la on ko­neel­la val­mii­na ffmpeg. Li­nu­xin vakio­va­rus­te? Vaan miten sitä käy­te­tään?

Si­tä­hän voi­daan käyt­tää vaik­ka mihin. Oh­jei­ta on kym­me­niä si­vu­ja. Parametrejä niin ikään kym­me­niä ja jo­kai­sen mer­ki­tys­tä se­li­tet­ty ai­na­kin sivun ver­ran. Mitäs nyt teh­dään?

Hae­taan haku­ko­neel­la 'ffmpeg example demo tutorial' tai jo­tain tuon suun­tais­ta, copy-pastetaan yksin­ker­tai­sim­man nä­köi­nen löytö ko­men­to­tie­dos­tok­si ja täy­den­nel­lään pik­kui­sen:

vi­deon ka­saa­mi­nen Komento, jolla kuvat kootaan videoksi


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Outomerellä hyppelehtivä väkkärä (edit: 2018-10-02)

Outo­me­rel­lä hyp­pe­leh­ti­vä väk­kä­rä

Pieni ma­te­maat­ti­nen sormi­har­joi­tus. Sym­bo­lis­ta ja nu­mee­ris­ta las­ken­taa tieto­ko­neel­la.

2 loka­kuuta 2018

Väk­kä­rän loik­ka

video varalle, jos yo. ei toimi

Väk­kä­rän liikeyhtälöidem joh­ta­mi­nen sym­bo­lis­ta las­ken­taa hyö­dyn­täen ( lataa jupyter-lab notebook )

nu­mee­ri­nen op­ti­moin­ti, vil­kai­se koo­dia , ( lataa koodi ) ja väk­kä­rän si­mu­loin­ti, vil­kai­se koo­dia , ( lataa koodi )

Esi­merk­ke­jä dif­fe­ren­tiaa­li­yh­tä­löi­den nu­mee­ri­ses­ta rat­kai­se­mi­ses­ta pythonilla.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Siltanosturi — virtuaalinen mekaaninen lelu (edit: 2015-06-11)

Silta­nos­tu­ri — vir­tuaa­li­nen me­kaa­ni­nen lelu

Silta­nos­tu­ri ei ehkä ole pe­li­nä eri­tyi­sen jän­nit­tä­vä, mutta so­pi­nee esi­mer­kik­si tut­ki­vas­ta op­pi­mi­ses­ta.

Kesä­kuu 2015, talvi 2024

In­nos­tus tähän ver­ryt­te­lyyn he­rä­si lu­kion fy­sii­kan tun­tia seu­ra­tes­sa. Ajat­te­lin tehdä vai­ku­tuk­sen ja näyt­tää, miten pa­ril­la pie­nel­lä oh­jel­man­pät­käl­lä voisi ha­vain­nol­lis­taa dy­naa­mis­ten jär­jes­tel­mien toi­min­taa. Seu­raa­val­la hyppy­tun­nil­la opet­ta­jan­huo­nees­sa kävi ilmi, etten osaa kir­joit­taa yksin­ker­tai­sen nos­tu­rin tila­yh­tä­löi­tä. Nos­tu­ria lii­kut­ta­vien voi­mien las­ke­mi­nen osoit­tau­tuu yli­voi­mai­sek­si. Tein mie­les­tä­ni kai­ken oi­kein, mutta kir­joit­ta­mil­le­ni yh­tä­löil­le ei löy­ty­nyt rat­kai­sua. On­gel­ma kään­tyi pakko­miel­teek­si, joka vai­va­si pari kuu­kaut­ta, eli sii­hen asti, että lo­pul­ta sain on­gel­man rat­kais­tua. Tu­li­pa tut­kit­tua ja opit­tua. Mil­lai­nen tämä olisi op­pi­mis­teh­tä­vä­nä?

Ole­te­taan, että tut­ki­vaa op­pi­mis­ta har­joit­ta­vas­sa kou­lus­sa ryhmä opis­ke­li­joi­ta ha­luaa pro­jek­ti­työs­sään tut­kia silta­nos­tu­rin toi­min­taa. En keksi mi­tään us­kot­ta­vaa ta­ri­naa moi­sen idean syn­ty­mi­sel­le, mutta ehkä ra­ken­nus­työ­maan pällistely voi ins­pi­roi­da. Ehkä si­mu­loin­ti kuu­los­taa hou­kut­te­le­val­ta. Si­mu­laat­to­ril­la pää­si­si leik­ki­mään nos­tu­rin­kul­jet­ta­jaa tai siitä voisi tehdä jon­kin moi­sen pelin.

Nos­tu­ria lii­kut­ta­vien voi­mien las­ke­mi­nen osoit­tau­tuu opis­ke­li­joil­le ja opet­ta­jal­le yli­voi­mai­sek­si. Opet­ta­ja lupaa il­lal­la sel­vit­tää on­gel­man, mutta il­moit­taa seu­raa­va­na aa­mu­na, ettei jak­sa­nut pa­ker­taa hom­maa val­miik­si: "Tähän tar­vit­tai­siin yli­opis­tol­la ope­tet­ta­vaa Lagrangen me­ka­niik­kaa ja sitä on vai­kea ym­mär­tää."

Euler-Lagrange-yhtälössä on moni­mut­kai­sen nä­köi­siä lii­ke- ja po­ten­tiaa­li­ener­gian ero­tuk­sen de­ri­vaat­to­ja. Lii­ke- ja po­ten­tiaa­li­ener­gian lau­sek­keet on help­po kir­joit­taa, mutta derivaatojen las­ke­mi­nen käy­tän­nös­sä mah­do­ton­ta.

"Eikö de­ri­vaat­to­jen lau­sek­kei­ta voisi joh­taa tieto­ko­neel­la, sym­bo­li­sel­la las­ken­nal­la?"

"Voi, mutta eikö ole outoa käyt­tää jo­tain yh­tä­löä, mistä ei ym­mär­rä mi­tään?"

"Riit­tää, että si­mu­laat­to­rim­me toi­mii. Lu­paam­me yrit­tää ym­mär­tää teo­rian sit­ten yli­opis­tol­la."

"Yh­tä­löis­tä tuli monta riviä pit­kiä. Ei näitä jaksa koo­dik­si kir­joit­taa."

"Oh­jel­man­kin voi kir­joit­taa tieto­ko­neel­la."

"Iso osa tästä hom­mas­ta menee ohi ja yli lu­kion oppi­mää­rän. Tästä pro­jek­tis­ta ette opi pal­jo­kaan yli­op­pi­las­kir­joi­tuk­sis­sa tar­vit­ta­vaa."

demo­video

video varalle, jos yo. ei toimi

Yh­tä­löi­den joh­ta­mi­nen ja koo­din ge­ne­roin­ti nu­mee­ris­ta rat­kai­sua var­ten

Vil­kai­se op­ti­moin­ti­koo­dia ( lataa koodi ) Vil­kai­se si­mu­loin­ti­koo­dia ( lataa koodi )


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Peikkometsän hiilitase (edit: 2018-2-19)

Peik­ko­met­sän hiili­tase

Me - peik­ko­kou­lun Python-kerho - teim­me pelin, joka aut­taa ym­mär­tä­mään kraat­te­rim­me met­sien hak­kuun vai­ku­tus­ta kraat­te­rim­me il­mas­toon.

Helmi­kuu 2018

Peik­ko­jen metsä kas­vaa lasi­ku­po­lil­la ka­te­tus­sa tuli­vuo­ren kraaterissa. Kraaterin il­mas­toon vai­kut­ta­va hiili on va­ras­toi­tu­nee­na met­sän pui­hin, kraaterin il­maan ja polt­to­pui­hin peik­ko­jen puu­lii­te­reis­sä. Koska kraaterissa on oma pie­nois­il­mas­ton­sa, mei­dän täy­tyy pitää tar­kas­ti huol­ta ilman hiili­di­ok­si­di­pi­toi­suu­des­ta, että kraat­te­ri pysyy so­pi­van läm­pi­mä­nä.

(Jon­kun mie­les­tä kraat­te­rin ilman lämpö­tilaa voisi sää­del­lä tuu­let­ta­mal­la ja kaih­ti­mil­la, mutta eihän satu ole enää satu, jos kaik­ki tosi­asiat ote­taan huo­mioon. Ehkä ulko­puo­li­nen ilma on saas­tu­nut­ta tai pei­kot pel­kää­vät noi­tien len­noil­laan le­vit­tä­mää taika­pölyä. Ehkä pei­kot ja kraat­te­rin kas­vit tar­vit­se­vat kai­ken saa­ta­vil­la ole­van au­rin­gon­valon.)

Satu­met­sän puut kas­va­vat san­gen oi­kuk­kaas­ti, joten mei­dän satu­met­sän peik­ko­jen on hoi­det­ta­va met­sää eri­tyi­sel­lä huo­lel­la. Tätä var­ten pää­tim­me tehdä si­mu­laat­to­rin, jolla har­joi­tel­la met­sän hoi­toa. Tai no, oi­keas­taan ha­lu­sim­me ko­keil­la, mil­lais­ta oh­jel­moin­ti on. Olim­me kulleet väi­tet­tä­vän oh­jel­moin­tia haus­kak­si.

Pui­den kas­vus­ta on tehty tut­ki­muk­sia, mutta meil­lä oli niin kiire pääs­tä oh­jel­moin­nin al­kuun, ett­emme var­si­nai­ses­ti eh­ti­neet tu­tus­tua nii­hin. Ar­ve­lim­me, ettei met­sän kas­vua ole kovin moni­mut­kais­ta mal­lin­taa: Puu muut­taa ra­vin­teet au­rin­gon valon avul­la sel­lu­loo­sak­si yms. Mitä suu­rem­pi leh­väs­tö ja juu­ris­to, sitä vauh­dik­kaam­min puu kas­vaa. Jos puut kas­va­vat liian lä­hek­käin, ne var­jos­ta­vat toi­siaan ja kil­pai­le­vat ve­des­tä ja ra­vin­teis­ta. Hait­ta on tie­tys­ti ver­ran­nol­li­nen siihe, kuin­ka pa­has­ti lo­mit­tain puut kas­va­vat. Satu­met­sän puut eivät kasva ra­jat­to­mas­ti. Tie­tyn rajan jäl­keen nii­den kasvu hi­das­tuu ja lo­pul­ta py­säh­tyy. Puu­van­huk­set kas­va­vat hi­taam­min kuin nuo­ret puut. Lo­pul­ta puu kuo­lee van­huu­teen ja alkaa la­ho­ta.

Oli yl­lät­tä­vän iso työ kir­joit­taa työ python-kielelle. Se on ihan eri­lais­ta kuin mei­dän peik­ko­jen kieli ja kaik­ki pitää ker­toa yk­si­tyis­koh­tai­ses­ti ja täs­mäl­li­ses­ti. Python-kielessä ei esi­mer­kik­si ole "vauh­dik­kaam­min" -sa­naa. Toi­saal­ta oli san­gen opet­ta­vas­ti miet­tiä pe­rus­teel­li­ses­ti, mitä puhe­kieli tark­kaan ot­taen tar­koit­taa. Kävi ilmi, että meis­tä jo­kai­nen oli ym­mär­tä­nyt eri ta­val­la, mitä puhe­kie­li­nen ku­vaus met­sän kas­vus­ta tar­koit­taa.

Si­mu­loin­tien tu­lok­sis­ta voi oppia monen lais­ta. Opim­me, että satu­met­sän pui­den kasvu ei nou­da­ta ku­vit­te­le­miam­me lain­alai­suuk­sia. Kar­vas oppi, mutta on­nek­si si­mu­laat­to­ris­ta tuli haus­ka peli, jonka suun­nit­te­lu opet­ti mei­dät miet­ti­mään, mikä on olen­nais­ta met­sän kas­vun ja kraat­te­rin hiilidioksitaseen kan­nal­ta. Monet pu­hu­vat ihan puuta-heinää, koska eivät ym­mär­rä on­gel­man ydin­tä.

Miten piir­tää metsä tietokone-ohjelmalla

Tar­koi­tuk­sem­me oli, että si­mu­laat­to­ri piir­tää kuva­ruu­dul­le kas­va­maan oi­kean nä­köi­sen met­sän, jota voisi kään­nel­lä ja kat­sel­la miltä puo­len ha­luaa. Voisi nähdä, miten ison puun varjo siir­tyy au­rin­gon nou­se­mi­sen myötä pois pie­nen puun yltä. Pui­den lo­mas­sa len­näh­te­le­vät ja nii­den ok­sil­la sir­kut­ta­vat lin­nut oli­si­vat ol­leet mu­ka­va yk­si­tyis­kohta.

Lop­pu­jen lo­puk­si puis­ta tuli pyö­ry­löil­lä ku­vat­tu­ja pal­lo­ja ja met­sää voi kat­soa joko tasan yl­hääl­tä tai tasan al­haal­ta. Au­rin­ko pais­taa suo­raan yl­hääl­tä. Pui­den var­jon kor­va­sim­me puuta ym­pä­röi­väl­lä ke­häl­lä, mutta se teki näy­tös­tä niin psy­ke­dee­li­sen, että tar­joam­me vaih­to­eh­to­na sekä puun, että sen var­jon kat­ta­vaa kiek­koa. Puun varjo ei liiku au­rin­gon mu­ka­na, koska au­rin­ko­kaan ei liiku. Varjo on erään­lai­nen keski­mää­räi­nen varjo. Kie­kon väri ker­too, kuin­ka pa­has­ti puu on mui­den kat­vees­sa. Puun kuol­les­sa se muut­tuu rus­keak­si ja la­hoaa hi­taas­ti ole­mat­to­miin.

Oh­jel­moim­me eri­lai­sia hak­kuu­stra­te­gioi­ta polt­to­puun kor­juu­seen: Avo­hak­kuu, van­ho­jen pui­den hak­kaa­mi­nen, var­joon jää­vien kar­si­mi­nen yms. Yhtä vähän kuin si­mu­laat­to­rin puut kas­voi­vat niin kuin ku­vit­te­lim­me, hak­kuut vai­kut­ti­vat niin kuin ku­vit­te­lim­me. Tois­tu­va avo­hak­kuu tosin näyt­tää huo­nol­ta stra­te­gial­ta aivan kuten peik­ko­jen pe­ri­mä­tie­tokin ker­too.

Yksin­ker­tais­ta­mi­sen vasta­pai­nok­si pää­tim­me las­kea tark­kaan, paljonko pyörylät varjostavat toisiaan. Oikeasti puut eivät ole pyörylöitä, mutta näin tulee laskettua tarkkaan edes se, mitä tapahtuisi, jos ne olisivat. "Pii ker­taa peu­ka­lo" mutisi opettaja nähtyään laskelmamme. "Miksi las­kea jo­tain tark­kaan, jos muu on pelk­kää ar­vai­lua" Vastasimme laskevamme kaiken parhaalla mahdollisella tarkkuudella. Muuten joutuu kaltevalle pinnalle ja päätyy piirtämään simulointitulokset vapaalla kädellä.

Puut ovat mal­lis­sam­me pal­lo­ja, jois­ta au­rin­gon­valon suun­taa näkyy kiek­ko. Pieni puu on isoa ma­ta­lam­pi, joten oi­keas­taan vain se on var­jos­sa, mutta oi­keas­sa met­säs­sä pie­ni­kin puu liian lä­hel­lä häi­rit­see isom­man kas­vua. Imee vettä ja ra­vin­tei­ta, hait­taa ok­sis­ton kas­vua, var­jos­taa ala­oksia, ... Pää­dyim­me ar­vioon, että valo lan­keaa toi­siaan var­jos­ta­vil­le pui­den osil­le pui­den sä­tei­den suh­tees­sa. Var­jos­tus pinta-alo­jen suh­tees­sa olisi loo­gi­nen sekin.

Puuta voi var­jos­taa kah­dek­san vie­reis­tä puuta. Aluk­si las­kim­me kun­kin puun ai­heut­ta­man kat­veen yh­teen, mutta sil­loin puun saama valo meni pa­him­mil­laan mii­nuk­sel­le ei hyvä. Entä jos yhden puun ai­heut­ta­man var­jon alueel­la valo vä­he­nee vain 1/8? Var­jos­tus vai­kut­ti "nor­maa­li­ta­pauk­sis­sa" kovin vähän. An­noim­me var­jo­jen vai­kut­taa rei­lus­ti, mutta leik­kaam­me vai­ku­tuk­set niin, että valo ei mene mii­nuk­sel­le. Pikku­peik­ko koo­da­si tämän koh­dan. En ole varma, onko koodi oi­kein. Sel­vää on, että oi­keas­sa peik­ko­met­säs­sä homma ei mene ihan näin.

Tässä vai­hees­sa pit­käl­lä kii­pe­sim­me kraat­te­rin reu­naa ylös tä­hyi­le­mään met­sää yl­hääl­tä päin: metsä näyt­ti vähän kuin tiu­has­sa kas­va­vil­ta pal­loil­ta. Siltä osin mal­lim­me ei liene aivan pie­les­sä, mutta kä­ve­lyl­lä satu­met­sän sii­mek­ses­sä aloim­me aa­vis­tel­la, että si­mu­laat­to­rim­me puut eivät vält­tä­mät­tä kasva kuin satu­met­sän puut. Pi­täi­si olla ai­na­kin sadan vuo­den ajal­ta kuvia eri-ikäis­ten ja eri­lai­sis­sa olois­sa elä­vien pui­den kas­vus­ta ja la­hoa­mi­ses­ta, että osai­si edes ar­vioi­da, onko mal­lis­sa mi­tään tolk­kua. Pää­tim­me va­kaas­ti, että luem­me tut­ki­muk­sia pui­den kas­vus­ta. Kun­han ensin ko­kei­lem­me oh­jel­moin­tia.

Hak­kuu­stra­te­giat

Mie­lel­lään oli­sim­me teh­neet oh­jel­man, joka las­kee op­ti­maa­li­sen tavan kar­sia satu­met­sää, mutta jo si­mu­loin­ti­mal­lin te­ke­mi­nen otti her­moon sen ver­ran, että jä­tim­me op­ti­moin­nin myö­hem­mäk­si ja oh­jel­moi­mam­me ko­keil­ta­vak­si muu­ta­man eri­lai­sen hak­kuu­stra­te­gian.

Avo­hak­kuu
Kaa­de­taan kaik­ki puut ker­ral­la. Ar­vauk­sem­me on, että hak­kuun jäl­keen metsä kas­vaa tosi hi­taas­ti kiih­tyen pui­den leh­väs­tön kas­vaes­sa ja pyy­dys­täes­sä en­tis­tä enem­män au­rin­koa. Kasvu hi­das­tuu met­sän tul­les­sa "täy­teen" ja pui­den täysi­kas­vui­sek­si. Met­sän hiili­va­ras­ton osal­ta ol­laan sil­loin sa­mas­sa ti­lan­tees­sa kuin ennen avo­hak­kuu­ta. Jos ha­kat­tua puuta pol­te­taan sääs­te­liääs­ti, avo­hak­kuu ei ole il­mas­ton kan­nal­ta ka­tast­ro­fi, vaik­ka­kin toden­nä­köi­ses­ti huo­noin rat­kai­su.
Kar­si­taan van­hat puut
Kor­ja­taan tal­teen van­hat huono­kun­toi­set ja jo kuol­leet puut.
Kar­si­taan isot puut
Kor­ja­taan tal­teen täysi­kas­vui­set ja lähes täysi­kas­vui­set puut. Nämä var­jos­ta­vat nuo­ria hyvä­kas­vui­sia puita, mutta aivan van­him­pia lukuunottamatta nämä oli­si­vat vielä pit­kään hyviä hiili­va­ras­to­ja.
Kar­si­taan puut mui­den var­jois­ta
Mui­den var­jos­sa kas­va­vat puut hait­taa­vat niitä var­jos­ta­vien kas­vua ai­na­kin pik­kui­sen ei­vät­kä itse juu­ri­kaan kasva.
Kaa­de­taan joka toi­nen puu
Har­ven­ne­taan met­sää niin, että jäljelläoleville tulee tilaa kas­vaa.

Pui­den polt­ta­mi­nen

Jos kaik­ki kaa­de­tut puut va­ras­toi­tai­siin py­sy­väs­ti, ei hir­veäs­ti hait­tai­si, miten satu­met­sän puita ha­kat­tai­siin. Satu­metsä kas­vaa sen ver­ran hyvin, että hiil­tä va­ras­toi­tui­si joka ta­pauk­ses­sa riit­tä­väs­ti. Jos taas polt­tai­sim­me heti kai­ken ha­ka­tun puun, met­sään olisi paras olla kos­ke­mat­ta lain­kaan. Si­mu­laat­to­ris­sa voi muut­taa vauh­tia, jolla pol­tam­me puita ja siten tehdä hak­kuu­teh­tä­väs­tä hel­pom­man tai vai­keam­man.

Alku aina han­ka­la

Ko­pioim­me it­sel­lem­me yksin­ker­tai­sen Python-kielisen pelin, josta ar­ve­lim­me pie­nel­lä muok­kauk­sel­la saa­vam­me oi­val­li­sen metsä­si­mu­laat­to­rin. Ins­tal­loim­me oh­jel­moin­ti­ym­pä­ris­tön, la­ta­sim­me koo­din ja ...

Pelin oh­jel­ma­koodi näyt­ti eng­lan­nin ja ma­te­ma­tii­kan sot­kul­ta, eikä siitä ym­mär­tä­nyt mi­tään. Aina kun muu­tim­me pelin koo­dia, ruutu tuli täy­teen kä­sit­tä­mät­tö­miä virhe­il­moi­tuk­sia eikä näy­töl­le piir­ty­nyt puun puuta.

Mel­koi­nen yl­lä­tys. Me pei­kot olem­me tot­tu­neet sii­hen, että osaam­me mitä vaan ja saam­me yh­des­sä hu­jauk­ses­sa val­miik­si kai­ken mihin ryh­dym­me. Peik­ko­van­huk­set nau­res­ke­li­vat, että noin käy, kun ei nou­da­ta pe­rin­tei­tä vaan ryh­tyy jo­hon­kin, mitä esi-isät eivät ole opet­ta­neet. Totta, tämä oli en­sim­mäi­nen kerta, kun poik­ke­sim­me pe­rin­teis­tä. Siitä van­huk­set eivät pi­tä­neet. Kun eivät mi­tään ym­mär­tä­neet.

Yksi meis­tä jat­koi sin­nik­kääs­ti ko­kei­le­mis­ta, minä aloin googlailemalla sel­vit­tää, mitä oh­jel­man koodi tar­koit­taa ja yksi meis­tä alkoi suo­rit­taa oh­jel­moin­nin perus­kurs­sia ver­kos­sa. Kolme ker­taa päi­väs­sä ko­koon­nuim­me kiis­te­le­mään siitä, mitä kan­nat­tai­si tehdä.

Kol­man­te­na päi­vä­nä on­nis­tuim­me muut­ta­maan alku­pe­räi­sen pelin koo­dia niin, että yksi pelin hah­mois­ta kään­tyi ylös­alai­sin ja tai­vas vär­jäy­tyi kel­tai­sek­si. Ilon päivä. Olim­me kou­kus­sa oh­jel­moin­tiin.

Vii­kon ku­lut­tua mal­lik­si ot­ta­mam­me peli oli muut­tu­nut metsä­si­mu­laat­to­rik­si, joka kas­vat­ti en­sim­mäi­sen puun­sa. Puu kas­voi ja kas­voi, täyt­ti koko ruu­dun ja lo­pet­ti vasta kun ruu­dul­le tuli joku overflow -il­moi­tus.

Vasta kuu­kau­den ku­lut­tua si­mu­laat­to­ri oli val­mis. Kuu­kau­den! Peik­ko­jen kes­kit­ty­mis­ky­vyl­lä jo päivä yhtä hom­maa on huip­pu­suo­ri­tus. Oh­jel­moin­ti kou­kut­taa.

Vil­kai­sim­me opas­ta, jossa ku­vail­tiin laa­du­kas­ta ja tyy­li­käs­tä koo­dia. Ehkä jos­kus myö­hem­min teem­me si­mu­laat­to­ris­ta tyy­lik­kään ver­sion.

Tässä demo­video si­mu­laat­to­ris­ta

video varalle, jos yo. ei toimi

Al­go­rit­min yk­si­tyis­koh­tia

Yri­tim­me par­haam­me mu­kaan kom­men­toi­da oh­jel­man koo­dia, mutta muutaman yksityiskohdan selitämme tässä. Koodi kannattaa kuitenkin lukea. Roiskaisimme sinne paljon kaikenlaisia havaintoja ohjelmoinnista ja sen opiskelusta yleensä sekä simuloinnista erityisesti.

Käy­täm­me pui­den kas­vun si­mu­loin­tiin Eu­le­rin al­go­rit­mia: x(t+dt) = x(t) + dx(t)/dt. Se on yksin­ker­tai­sin mah­dol­li­nen. Ei kovin tark­ka, mutta riit­tää näin yksin­ker­tai­ses­sa teh­tä­väs­sä.

In­teg­roin­ti­as­ke­leen pi­tuus? Ki­pe­rä ky­sy­mys! "Ehkä puu kas­vaa s-käy­rän muo­toi­ses­ti". Ehkä. Piir­sim­me ma­kaa­van S:n ja sitä seu­rai­le­maan murto­vii­van. 1/4 vuo­den vä­lein piir­ret­ty murto­viiva seu­ra­si ku­vit­te­le­maam­me met­sän kas­vun käy­rää melko hyvin. Ehkä 1/4 vuosi olisi so­pi­va in­teg­roin­ti­askel. Tai sit­ten ei. On­nek­si löy­sim­me vih­jeen: ""Ko­kei­le, pal­jon­ko tulos muut­tuu, jos ly­hen­nät in­teg­roin­ti­as­ke­leen puo­leen." Oh­jel­moim­me al­go­rit­min ko­kei­le­maan joka as­kel­ta myös kah­del­la puoli­as­ke­leel­la.

Virhe oli iso, vaik­ka kuin­ka pie­nen­sim­me in­teg­roin­ti­as­kel­ta. Li­sä­sim­me väli­tu­los­tuk­sia, kun­nes äly­sim­me, että virhe oli suuri vain, kun puu oli lähes ole­mat­to­man pieni. Kun puu on la­hon­nut lähes ole­mat­to­miin, seu­raa­va in­teg­roin­ti­askel vie sen mas­san mii­nuk­sel­le. Ly­hyem­mäl­lä as­ke­lel­la al­go­rit­mi huo­maa no­peam­min, mil­loin puu on la­hon­nut ole­mat­to­miin, pit­käl­lä as­ke­leel­la se la­hoaa enem­män mii­nuk­sel­le. Mi­tä­tön juttu, mutta suh­teel­li­nen virhe oli iso.

Tuol­lai­nen sala­po­lii­si­työ tekee oh­jel­moin­nis­ta mie­len­kiin­tois­ta. En tiedä, lop­puu­ko tuol­lai­nen sala­po­lii­si­työ sit­ten, kun oppii tämän hom­man.

Mitä opim­me

Ro­maa­nien kir­joit­ta­jat väit­tä­vät, että lu­ki­jat tul­kit­se­vat hei­dän ta­ri­noi­taan yl­lät­tä­vil­lä ta­voil­la. Se on kui­ten­kin pien­tä sii­hen ver­rat­tu­na, miten yl­lät­tä­väs­ti tieto­kone tul­kit­see oh­jel­ma­koo­dia. Sil­loin kuin yleen­sä suos­tuu sitä tul­kit­se­maan.

Emme yl­lät­ty­neet siitä, että metsä si­mu­laat­to­ris­sam­me ei kasva ihan sa­mal­la ta­val­la kuin ku­vit­te­lim­me peik­ko­met­sän kas­va­van. Olem­me seu­ran­neet met­sän kas­vua, leik­ki­neet siel­lä, vain rei­lut kym­me­nen vuot­ta, joten kä­si­tyk­sem­me siitä, miten se kas­vaa seu­raa­vat muu­ta­man sata vuot­ta, on san­gen ha­ta­ra. Kiu­sal­lis­ta on, ett­emme kai­kil­ta osin ym­mär­rä, miksi si­mu­loi­tu metsä kas­vaa niin ou­dos­ti kuin kas­vaa.

Koska mal­lim­me pe­rus­tuu ku­vi­tel­miim­me satu­met­sän kas­vus­ta, si­mu­laat­to­ri­kin ker­too ku­vi­tel­mis­tam­me. Oli opet­ta­vais­ta nähdä, että ku­vi­tel­mam­me johti eri­lai­seen loppu­tu­lok­seen kuin mitä — ku­vit­te­lim­me. Jou­duim­me kor­jaa­maan ku­vi­tel­miem­me met­sän kas­vun lain­alai­suuk­sis­ta. Toki jos­kus olim­me niin var­mo­ja ku­vi­tel­mis­tam­me, että korjailiamme si­mu­laat­to­ria toi­mi­maan nii­den mu­kai­ses­ti. Opet­ta­ja huo­maut­ti, että tie­det­tä ei tehdä noin, vaik­ka loppu­tulos toki käy jär­keen.

Lisä­koo­daus­ta

Ny­kyi­sel­lä oh­jel­ma­ver­siol­la voi tehdä kai­ken­lais­ta haus­kaa, jos osaa oh­jel­moi­da ja tun­tee koo­din sen ver­ran, että osaa varoa muu­ta­maa sii­hen vielä jää­nyt­tä suden­kuop­paa. Olisi kui­ten­kin hie­noa tehdä oh­jel­mas­ta oikea peli, jossa olisi kun­non käyt­tö­liit­ty­mä. Ensin tie­tys­ti pi­täi­si miet­tiä pelin idea.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Ajatusmallini metsien hakkuiden vaikutuksesta ilmastomuutokseen (edit: 2018-12-5)

Aja­tus­mal­li­ni met­sien hak­kui­den vai­ku­tuk­ses­ta il­mas­to­muu­tok­seen

Olen seu­ran­nut we­bis­sä käy­tä­vää kes­kus­te­lua met­sien hak­kuis­ta. Ajoit­tain on tun­tu­nut, että kai­kil­la ei ole aivan samaa kä­si­tys­tä met­sien kas­vus­ta ja sen vai­ku­tuk­ses­ta maa­pal­lon il­mas­toon. Pää­tin koo­da­ta aja­tus­mal­li­ni/käyt­tö­teo­ria­ni Python-koodiksi, että minä ja muut nä­ki­sim­me, mil­lai­nen minun aja­tus­mal­li­ni on ja toi­mii­ko se jär­ke­väs­ti.

5 joulu­kuuta 2018

Olen myös seu­ran­nut kes­kus­te­lua tieto­tek­nii­kan hyö­dyis­tä ja hai­tois­ta ope­tuk­ses­sa. Tör­mä­sin myös ryh­mään in­nok­kai­ta, jotka so­vel­ta­vat tieto­tek­niik­kaa ma­te­ma­tii­kan ja fy­sii­kan ope­tuk­ses­sa. Niin­pä do­ku­men­toin tähän sa­maan teks­tiin te­ke­mä­ni python-koodin.

Sa­tuin­pa myös seu­raa­maan kes­kus­te­lua oppi­aine­rajat ylit­tä­väs­tä ope­tuk­ses­ta. Täs­sä­pä tar­kas­te­len il­miö­tä, joka pik­kui­sen ylit­tää oppi­aine­rajat. Olen li­säk­si so­vel­ta­nut OPSin rajat ylit­tä­viä me­ne­tel­miä. En ole do­ku­men­toi­nut te­ke­mi­siä­ni ja tu­lok­sia oppi­aine­ra­jo­jen mu­kai­ses­sa jär­jes­tyk­ses­sä vaan sen mu­kaan, miten asiat tu­li­vat vas­taan työtä teh­des­sä. Eli sen mu­kaan, missä jär­jes­tyk­ses­sä op­pi­jat­kin ehkä sat­tui­si­vat apua pyy­tä­mään.

"Ennen van­haan" koulu­teh­tä­vät ra­jat­tiin val­miik­si niin, että rat­kai­suun oli yksi, opet­ta­jan an­ta­ma suora val­mis polku, josta ei ollut syytä poi­ke­ta. Elä­vän il­miöi­den tar­kas­te­lu rön­syi­lee vä­ki­sin­kin, eikä ole niin­kään sel­vää, mitkä polut vie­vät kel­vol­li­seen rat­kai­suun tai mikä yleen­sä on kel­vol­li­nen rat­kai­su. Elä­vään elä­mään kuu­luu myös päh­käi­ly, onko tässä mi­tään jär­keä, kou­lus­sa riit­tää tar­kis­taa, että vas­taus on oikea. Tä­mä­kin juttu rön­syi­lee muis­tu­tuk­sek­si siitä, miten elä­vän elä­vän ilmiöiöiden tut­ki­mi­nen ja yk­sit­täi­sen asian har­joit­te­le­mi­seen rää­tä­löi­dyt teh­tä­vät poik­kea­vat toi­sis­taan.

Met­sien hak­kuut ja puu polt­to­ai­nee­na


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Ilmastomallinnus ja ilmastodenialismi (edit: 2020-8-24)

Il­mas­to­mal­lin­nus ja ilmastodenialismi

Muu­ta­ma sana var­si­nai­ses­ta il­mas­to­mal­lin­nuk­ses­ta ja pari esi­merk­kiä ilmastodenialistien ju­tuis­ta se­lit­tä­mään, millä pe­rus­teil­la lei­maan tie­tyn­lai­set väit­teet huu­haak­si. Tämä juttu jäi vail­le vii­meis­te­lyä. Lie­nee ras­kas lukea, mutta vielä ras­kaam­paa oli yrit­tää kom­men­toi­da sel­keäs­ti isoa mää­rää epä­joh­don­mu­kai­sia väit­tei­tä.

Elo­kuu 2020

Tämä juttu on siinä mie­les­sä van­hen­tu­nut, että pää­osa niis­tä, jotka vas­tus­ta­vat toi­mia hil­li­tä il­mas­ton­muu­tos­ta, ovat jo luo­pu­neet yri­tyk­sis­tä hor­jut­taa ih­mis­ten luot­ta­mus­ta il­mas­ton­mal­lin­nuk­seen ja sen tu­lok­siin. Sensijaan he ovat al­ka­neet väit­tää, että seu­rauk­set eivät ole niin pa­ho­ja kuin väi­te­tään; ilmastoimet tu­le­vat niin kal­liik­si, että nii­den ai­heut­ta­ma ta­lous­ka­tast­ro­fi ai­heut­taa enem­män va­hin­koa kuin il­mas­to­muu­tos; Meitä on niin vähän, ettei te­kom­me vai­ku­ta ei­vät­kä to­del­li­set syyl­li­set kui­ten­kaan tee mi­tään; nyt on jo liian myö­häis­tä; ...

Il­mas­to­mal­lin­nuk­sen pe­rus­teis­ta on asian­tun­ti­joi­den kir­joit­ta­mia hyviä kir­jo­ja ja IPCC on ra­por­toi­nut si­mu­loin­tien tu­lok­sis­ta. Pal­jon hyö­dyl­li­sem­pää, kuin pe­ra­ta denialisteiksi tie­det­ty­jen väit­tei­tä, on pe­reh­tyä il­mas­to­mal­lin­nuk­seen ja muo­dos­taa oma kä­si­tyk­sen­sä.

Tämä ei ole mi­kään huo­lel­la koos­tet­tu setti oppi­ma­te­riaa­lia:

The Discovery of Global Warming ; NASA, carboncycle . Tieteellisemmmin em. prosesseja on kuvattu esimerkiksi seuraavassa: IPCC, The Carbon Cycle and Atmospheric Carbon Dioxide . Raskas lukea, mutta jo silmäilemällä saa käsityksen, mitä ilmastomallinnus on. Ilmastomallinnuksen periaatteista ja tavoitteista kertoo mm. kirja Demystifying Climate Models . Muilla on varmaankin muita suosituksia.

Pää­sään­töi­ses­ti en kom­men­toi denialistien väit­tei­tä. Vaik­ka hei­dän väit­teen­sä ky­seen­alais­tai­si miten hy­vän­sä va­kuut­ta­vin pe­rus­tein, he jat­ka­vat väit­tei­den le­vit­tä­mis­tä an­tau­tu­mat­ta vuoro­puhe­luun. So­siaa­li­ses­sa me­dias­sa denialistien väit­tei­tä le­vit­tä­vät ih­mi­set, jotka eivät itse tunnu nii­hin pe­reh­ty­neen: "Il­mas­ton­muu­tos to­dis­tet­tu vää­räk­si. Lue ohei­nen suo­ma­lai­sen tiede­mie­hen ar­tik­ke­li tai katso video ja to­dis­ta sen väit­teet vää­räk­si." Ei pie­nin­tä­kään vih­jet­tä, mihin väite pe­rus­tuu. En tiedä, mikä mo­tii­vi heil­lä on, mutta ei ai­na­kaan halu sel­vit­tää to­tuus, joten ra­tio­naa­li­sin pe­rus­tein hei­hin ei voi vai­kut­taa. Ai­na­kin mi­nul­le pitää esit­tää sel­keä, hyvin pe­rus­tel­tu ky­sy­mys ennen kuin viit­sin alkaa epä­mää­räi­siä jut­tu­ja lukea.

Pisto­ko­keen omai­ses­ti olen kui­ten­kin sa­tun­nai­ses­ti pe­reh­ty­nyt ja ver­ryt­te­lyn vuok­si muu­ta­maa denialistien väi­tet­tä kom­men­toi­nut. Jäl­jem­pä­nä on pari esi­merk­kiä.

Nämä esi­mer­kit eivät tie­ten­kään to­dis­ta, että kaik­ki il­mas­to­mal­lin­nuk­seen koh­dis­tu­va kri­tiik­ki olisi huu­haa­ta. Läh­den siitä, että jos pisto­ko­kee­ni osoit­taa jon­kin tahon jul­kais­seen huu­haa­ta, heil­le ei ole halua tai kykyä tie­teel­li­seen työ­hön, eikä maksa vai­vaa tu­tus­tua sen enem­pää hei­dän väit­tei­siin­sä. Trollaus pe­rus­tuu sii­hen, että huu­haa­ta on sata tai tuhat ker­taa no­peam­pi tuot­taa kuin to­dis­taa se vir­heel­li­sek­si niin pe­rus­teel­li­ses­ti, ettei laa­jal­le ylei­söl­le­kään jäisi epä­sel­väk­si trollaajien väit­tei­den vir­heel­li­syys.

Il­mas­to­mal­lin­nuk­ses­sa so­vel­le­taan jo pit­kään tun­net­tu­ja ja muil­la­kin aloil­la hyö­dyn­net­ty­jä luon­non lain­alai­suuk­sia ja ma­te­maat­ti­sia me­ne­tel­miä. Mal­lit eivät tie­ten­kään voi kuvat jo­kai­sen eko­sfää­rin ato­mia liik­kei­tä, joten eksofäärin il­miöi­tä ku­vaa­vat luon­non­lait ja nii­hin pe­rus­tu­vat mal­lit ovat yksin­ker­tais­tuk­sia. Yksin­ker­tais­tus­ten vai­ku­tus­ta tu­los­ten tark­kuu­teen ar­vioi­daan huo­lel­la, mutta vaik­ka ar­vioi­tu virhe olisi pro­mil­len luok­kaa, denialistit ju­lis­ta­vat mal­lit täy­sin vir­heel­li­sek­si ja ju­lis­ta­vat jää­kau­den uh­kaa­van meitä.

Demo­kra­tias­sa kan­sa­lai­set päät­tä­vät, joten on tär­keää, että kan­sa­lai­set mah­dol­li­sim­man hyvin ym­mär­tä­vät, mistä päät­tä­vät. Il­mas­to­tut­ki­joi­den pitää kan­san­ta­juis­taa il­mas­to­mal­lin­nus­ta ja sen tuot­ta­mia tu­lok­sia, jotta kan­sa­lai­sil­la on edel­ly­tyk­set ym­mär­tää eh­do­tet­tu­jen toi­men­pi­tei­den pe­rus­tei­ta.

Va­li­tet­ta­vas­ti ilmastomallinuksen sy­väl­li­nen ym­mär­tä­mi­nen edel­lyt­tää pe­reh­ty­mis­tä, joka vaa­tii mie­len­kiin­toa tai alan kou­lu­tus­ta. Ää­nes­tä­jä jou­tuu ar­vioi­maan eri ta­ho­jen luo­tet­ta­vuut­ta. Tämä antaa tilaa po­pu­lis­mil­le: Ää­nes­tä­jä va­lit­see puo­len­sa sen mu­kaan, mil­lai­ses­sa po­ru­kas­sa ha­luaa olla ja mihin ha­luaa uskoa. Va­lin­nal­la ei ole mi­tään te­ke­mis­tä itse asian ja fak­to­jen kans­sa.

En­sim­mäi­se­nä kom­ment­te­ja­ni face­boo­kis­sa kuu­kau­sia sit­ten heh­ku­tet­tuun Suo­ma­lais­pro­fes­so­rei­den (tek­nil­li­sen termo­dy­na­mii­kan pro­fes­so­ri Pert­ti Sarkomaa ja läm­pö- ja vir­taus­tek­nii­kan ja polt­to­tek­nii­kan pro­fes­so­ri Seppo Ruottu) tut­ki­muk­seen.

Toi­nen esi­merk­ki on vas­tauk­se­ni face­boo­kis­sa esi­tet­tyi­hin väit­tei­siin ipcc:n mal­lien vir­heis­tä. Face­boo­kis­ta en enää löy­tä­nyt alku­pe­räis­tä vies­ti­ket­jua, mutta siinä tois­tel­tiin monen ker­taan muual­la­kin esi­tet­ty­jä vir­heel­li­siä väit­tä­miä, joten tu­lee­pa vas­tat­tua nii­hin.

Kum­paa­kin jut­tua le­vi­tet­tiin face­boo­kis­sa täys­tyr­mäyk­se­nä il­mas­ton­muu­tok­sel­la pe­lot­te­lul­le. Täl­lai­sis­sa tut­ki­muk­sis­sa on vir­heel­li­siä väit­tei­tä, jotka ovat joko ta­hal­li­sia val­hei­ta tai joh­tu­vat vä­häi­sen asian­tun­te­muk­sen ja val­ta­van itse­luot­ta­muk­sen ai­heut­ta­mis­ta vää­rin­tul­kin­nois­ta. Täl­lais­ten 'tut­ki­mus­ten' kom­men­toin­ti tun­tuu tur­haut­ta­val­ta ajan­hu­kal­ta, joten hui­tai­sin kom­men­tit vain sel­vem­mis­tä vir­heis­tä tai sel­ven­nys­tä vaa­ti­vis­ta koh­dis­ta. Kom­men­tit ovat siis luon­nok­sia face­boo­kiin ai­koi­naan lait­ta­mii­ni kommenteihin.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Ilmastomallinnus ja ilmastodenialismi > Vaihtohtoista tiedettä (edit: 18.8.2020)

Vaihtohtoista tie­det­tä

"Suo­ma­lais­pro­fes­so­rei­den tut­ki­mus­ra­port­ti to­teaa IPCC:n ra­por­tin täy­sin vir­heel­li­sek­si" to­teaa maa­seutu­media.

Peit­toaa­ko maa­seutu­media maail­man tiede­jul­kai­sut?

Elo­kuu 2020

lehti­juttu ja itse 'tutkimusartikkeli' climate_change_and_use_of_fossil_fuels

Tut­ki­mus­ta ei näy jul­kais­tun mil­lään tyy­pil­li­sel­lä tie­teel­li­sen tie­don jul­kai­su­foo­ru­mil­la, joten en­sim­mäi­sek­si pi­täi­si tar­kis­taa maa­seutu­me­dian taus­tat. En kui­ten­kaan nyt ryhdy sii­hen.

Prof­fien ar­tik­ke­lia ei ole kir­joi­tet­tu nor­maa­lin tie­teel­li­sen ar­tik­ke­lin ta­paan eikä se etene järin joh­don­mu­kai­ses­ti, joten sitä on pik­kui­sen han­ka­la ar­vioi­da. Koska tässä ote­taan kan­taa yh­teis­kun­nal­li­ses­ti erit­täin tär­keään asiaan, voi olet­taa ar­tik­ke­lin tänne ja­ka­neen tar­kis­ta­neen sen huo­lel­li­ses­ti, joten hän kyen­nee aut­ta­maan ar­tik­ke­lin lu­ke­mi­ses­sa.

Il­mas­to­tut­ki­jat ovat esit­tä­neet ih­mi­sen ai­heut­ta­man il­mas­to­muu­tok­sen pää­syyk­si fos­sii­lis­ten polt­to­ai­nei­den käyt­tä­mi­sen. Toi­nen mer­kit­tä­vä te­ki­jä on maan­käy­tön muu­tok­set niin, että kas­vus­toon ja maa­pe­rään si­tou­tu­nut­ta hiiiltä va­pau­tuu hiili­di­ok­si­di­na ilma­ke­hään.

Jos ha­luaa tyr­mä­tä ih­mi­sen ai­heut­ta­man il­mas­ton­muu­tok­sen, pitää kun­nol­la pe­rus­tel­la ai­na­kin jokin seu­raa­vis­ta vir­heel­li­sek­si. Joko peri­aat­tees­sa tai ai­na­kin osoit­taa, että las­kel­mat vai­ku­tus­ten suu­ruuk­sis­ta ovat ihan pie­les­sä.

  • Fos­sii­lis­ten polt­ta­mi­nen tuot­taa mer­kit­tä­viä mää­riä hiili­di­ok­si­dia ilma­ke­hään.
  • Syn­ty­nyt hiili­di­ok­si­di jää ilma­ke­hään jok­si­kin aikaa. Osin melko pit­käk­si.
  • Ilma­kehän hiili­di­ok­si­din li­sään­ty­mi­neen näkyy mit­tauk­sis­sa. Sa­moin il­mas­ton läm­pe­ne­mi­nen.
  • Ilma­kehän hiili­di­ok­si­di imee it­seen­sä tiet­ty­jä sä­tei­lyn aal­lon­pi­tuuk­sia niin, että ilma­kehä läm­piää. Ilmiö on yleis­tä perus­fy­siik­kaa, joten sii­hen voi tar­kem­min pe­reh­tyä alan oppi­kir­jois­ta.

Ar­tik­ke­lin alus­sa on monen­moi­sia väit­tei­tä:

The basic claim of IPCC (hence forward the Basic Claim) is that increase of carbon dioxide in the atmosphere causes disastrous global warming.

"The Basic Claim is based on calculations by climate models which apply hypothetical and heuristic quantities “climate sensitivity, clear sky radiative forcing and cloud feedback” These quantities prove univocally that the more than 6000 authors of IPCC’s assessment reports don’t understand mathematical theory of compound, momentum, energy and radiative transfer. The mathematical theory of compound, momentum, energy and radiative transfer doesn’t know, need or allow hypothetical or heuristic quantities hence their use in the climate models of IPCC’s assessment reports is as such a fatal error. "

Il­mas­to­mal­lien pe­rus­ta­na ovat fy­sii­kan perus­lait prof­fien toi­vo­mal­la ta­val­la. Ym­mär­tääk­se­ni Cloud feedback ovat il­miöi­tä, joita on sel­vi­tet­ty il­mas­to­mal­lien pe­rus­teel­la, eivät las­kel­mien pe­rus­tei­ta. Saat­taa olla, että jo­hon­kin tiet­tyyn tar­koi­tuk­seen laa­di­tus­sa yksin­ker­tais­te­tus­sa mal­lis­sa käy­te­tään heu­ris­ti­sia suu­rei­ta, mutta nii­den arvo on sel­vi­tet­ty pe­rus­teel­li­sil­la las­kel­mil­la. Toi­voi­sin prof­fien osoit­ta­van tar­kem­min, missä koh­din IPCC:n mal­leis­sa on täl­lai­nen virhe.

Vesi­höy­ryn ja pil­vien vai­ku­tus ilma­ke­hään on toki moni­mut­kai­nen ja han­ka­la mal­lin­taa ek­sak­tis­ti. Prof­fat eivät vai­ku­ta pe­reh­ty­neen sii­hen, miten IPCC:n mal­leis­sa pil­viä on ku­vat­tu. (Puhun IPCC:n mal­leis­ta ly­hyy­den vuok­si. Tar­koi­tan mal­le­ja, joita on käy­tet­ty tut­ki­muk­sis­sa, joi­hin IPCC pe­rus­taa johto­pää­tök­sen­sä.)

Ole­tan jutun tänne ja­ka­neen tar­kis­ta­neen, miten nuo 6000 tut­ki­jaa ovat ot­ta­neet pil­vien vai­ku­tuk­sen huo­mioon, ovat­ko nämä kaksi suo­ma­lais­ta tut­ki­jaa ym­mär­tä­neet oi­kein IPCC:n mal­lit ja missä mie­les­sä he teks­teis­sään käyt­tä­vät ym. ter­me­jä. Hei­dän väit­teen­sä siitä, miten pil­vet vai­kut­ta­vat, vaa­ti­si sekin lisä­pe­rus­te­lu­ja.

Aiem­min tässä ket­jus­sa on jo esi­tet­ty pe­rus­te­lu­ja sille, että nämä prof­fat ovat ym­mär­tä­neet vää­rin IPCC:n ra­por­tit. Yhä uskon enem­män IPCC:n laa­duk­kaa­seen työ­hön, kuin kah­den se­ka­vas­ti kir­joit­ta­van suo­ma­lais­prof­fan väit­tei­siin. Vielä en tunne tar­vet­ta läh­teä tätä ton­ki­maan. To­dis­ta­mi­nen taak­ka on jutun tänne ja­ka­neel­la. Allaolevissa sa­tun­nai­ses­ti googlatuissa ju­tuis­sa mi­kään ei viit­taa, että prof­fien väite olisi totta. Päin­vas­toin, niis­sä ko­ros­te­taan fy­sii­kan perus­la­ke­ja:

climate model, wiki­pedia ; how do climate models work ; climate models primer ;

"From the carbon dioxide balance of the atmosphere it follows that carbon dioxide concentration in the atmosphere starts to decrease immediately when the outgoing carbon dioxide flow is greater than the incoming flow. In the global energy balances of the atmosphere, accumulation of energy is negligible in comparison with other energy flows hence global mean temperatures are independent of time. Accordingly, the insignificant warming influence of carbon dioxide would start to decrease immediately when the outgoing carbon dioxide flow became greater than the incoming flow"

Käy­tän­nös­sä hiili­di­ok­si­dia yhä vir­taa ilma­ke­hään enem­män kuin pois­tuu siel­tä, joten poh­din­ta ei koske nyky­ti­lan­net­ta.

Var­si­nai­nen väite läm­piä­mi­sen py­säh­ty­mi­ses­tä heti kun hiili­di­ok­si­di­pi­toi­suus lak­kaa kas­va­mas­ta, on väärä. Maa­pallo, var­sin­kin meret, läm­piä­vät hi­taas­ti. Läm­mön­siir­to riip­puu ilma­kehän, me­rien pinta­ker­rok­sen ja me­rien sy­vien ker­ros­ten lämpö­tila­erois­ta. Vasta kun nämä ovat ta­saan­tu­neet, ilma­kehän läm­piä­mi­nen py­säh­tyy, vaik­ka co2 ta­saan­tui­si tä­nään. Siitä seu­raa 'ny­kyi­sel­lä läm­mi­tys­te­hol­la', että ilma­kehä läm­piää vielä ny­kyi­ses­tä ennen kuin tasa­paino saa­vu­te­taan, vaik­ka kasvi­huone­kaa­su­jen tup­rut­te­lu lo­pe­tet­tai­siin nyt. Prof­fat kat­soo il­miö­tä liian ka­peas­ti.

Myös jäätköiden su­la­mi­nen sitoo läm­pöä.

"Claim 1.3: NO2 and CH4 are hundreds of times “stronger greenhouse gases” than CO2. The claim 1.3 proves unfathomable ignorance on radiative heat transfer of the thousands of authors of IPCC’s assessment reports."

"IPCC determines the “greenhouse gas strength” of compounds according to their indefinite “residence times” in the atmosphere. In this classification NO2 is a more than 300 times stronger greenhouse gas than CO2. “Residence time” has nothing to do with radiation. Only thermostatic state of the compounds matters. Concentration must be calculated by the compound balance, not by “residence times”."

Me­taa­nis­ta kun pu­hu­taan, aina muis­te­taan mai­ni­ta, että se ei pysy ilma­ke­häs­sä ko­viin pit­kään. Tämän pois­tu­man dy­na­miik­ka on mu­ka­na mal­leis­sa. Miksi ih­mees­sä ei olisi? Kun mal­leis­sa las­ke­taan sä­tei­lyn vai­ku­tus­ta tie­tyl­lä het­kel­lä, sil­loin tie­tys­ti käy­te­tään sen het­ki­siä konsentraatioita. Kar­keam­mis­sa las­kel­mis­sa, kun ar­vioi­daan pääs­tö­jen koko­nais­vai­ku­tus­ta pit­käl­lä aika­vä­lil­lä, voi­daan käyt­tää tuol­lais­ta “greenhouse gas strength”. Eli kun pu­hu­taan pääs­tön koko­nais­vai­ku­tuk­ses­ta esim. seu­raa­van sadan vuo­den ai­ka­na, pitää tie­tys­ti ottaa residence time huo­mioon. Kun las­ke­taan tar­koil­la mal­leil­la pääs­tö­jen vai­ku­tuk­sia, mal­leis­sa on mu­ka­na kun­kin ai­neen pi­toi­suu­den muu­tos­ta ku­vaa­vat yh­tä­löt, eli mal­leis­sa las­ke­taan kunkinhetkistä pi­toi­suut­ta. Prof­fat ovat sot­ke­neet eri asioi­ta kes­ke­nään.

"The influence of a “greenhouse gas compound” on the thermodynamic mean temperature of the ground does not depend only on its radiation properties, but also on the radiation properties of all other compounds of all entities and the beam length. Therefore, it is entirely wrong to classify compounds according their “greenhouse gas strengths”. The only physically reasonable “greenhouse gas strength” is the linear emis­sion coefficient of a compound of an entity. In the atmosphere the linear emis­sion coefficients of NO2 and CH4 are insignificant and much less than the linear emis­sion coefficient of carbon dioxide. "

En ym­mär­rä. Tar­koi­te­taan­ko tällä, että eri kasvi­huone­kaa­su­jen mää­rät pi­täi­si ottaa huo­mioon? Eikö IPCC ole ot­ta­nut näitä huo­mioon. Mitä sanoo ar­tik­ke­lin ja­ka­ja?

We­bis­tä löy­tyy pal­jon jut­tu­ja il­mas­to­mal­lin­nuk­ses­ta. Esi­merk­ki (tus­kin so­pi­vin tähän tar­koi­tuk­seen) ilma­kehän moni­ker­ros­malli En jaksa perehtyä yksityiskohtaisesti näihin, mutta jo pikavilkaisulla syntyy vaikutelma, että proffat kritisoivat oman mielikuvituksensa tuotetta, eivät todellisia IPCC:n hyödyntämiä malleja.

Minun mie­les­tä­ni prof­fat sot­ke­vat IPCC:n ra­por­teis­ta poi­mi­miaan koh­tia. Sa­maan viit­taa seu­raa­va lai­naus. Ym­mär­tääk­se­ni näi­den pa­ra­met­rien arvot on las­ket­tu il­mas­to­mal­lien avul­la, mutta sitä prof­fat eivät halua ym­mär­tää, vaan päättelevat että maail­mas­sa on tu­han­sia il­mas­to­mal­lin­ta­jia, jotka eivät tunne perus­fy­siik­kaa ei­vät­kä muu­ten­kaan ym­mär­rä mis­tään mi­tään. (Ar­tik­ke­lin ja­ka­ja voi­nee se­lit­tää oman nä­ke­myk­sen­sä?)

"In late September 2013, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) reported that methane is a far more potent greenhouse gas than had been previously assumed. The IPCC calculated that methane is 34 times stronger as a heat-trapping gas than CO2 over a 100-year time scale. That means the heat-trapping strength (i.e. global-warming potential, or GWP) of methane is nearly 40 percent greater than the previously estimated 25 percent. The IPCC report also stated that over a 20-year period, methane has a global warming potential of 84 compared to carbon dioxide, up from the previous estimate of 72."

Greenhouse Gases Absorb Infrared Radiation

"Claim 1.4: Water vapor is not a greenhouse gas The claim 1.4 proves unfathomable ignorance on radiative heat transfer of the thousands of authors of IPCC’s assessment reports. Even though water vapor differs from all other gases of the atmosphere by its thermostatic properties it is by far the “strongest greenhouse gas” of the atmosphere. In the lower atmosphere, mean linear emis­sion coefficient of water vapor is about 27 times the linear emis­sion coefficient of carbon dioxide. "

Tämä on jo ta­hal­lis­ta vää­rin­ym­mär­tä­mis­tä. Näy­tä­pä sel­lai­nen il­mas­to­tut­ki­joi­den malli, jossa vesi­höy­ryn vai­ku­tus­ta ei olisi huo­mioi­tu. Ku­kaan asian­tun­te­va tut­ki­ja ei esit­täi­si, ei keh­tai­si esit­tää, näin täy­sin vas­toin to­tuut­ta ole­vaa väi­tet­tä.

Dy­naa­mi­sia mal­le­ja tar­kas­tel­les­sa usein ero­tel­laan input suu­reet ja tila­suu­ret, eli jär­jes­tel­män si­säi­set, inputeista riip­pu­vat suu­reet. Koska veden kier­to riip­puu moni­mut­kai­sel­la ta­val­la lämpö­ti­lois­ta, se on otet­ta­va tila­suu­reek­si. Inputteja, forcing factors, ovat au­rin­gon sä­tei­ly, co2-tupruttelu yms.

Veden haih­tu­mi­nen, tii­vis­ty­mi­nen, pil­vet ja vesi­höy­ryn ab­sor­boi­ma lämpö­sä­tei­ly ovat olen­nai­nen osa kaik­kia mal­le­ja. Joka muuta väit­tää, ei ole tu­tus­tu­nut tut­ki­muk­siin joita kri­ti­soi.

"Claim 1.6: If the carbon dioxide flow to the atmosphere cannot be reduced, mankind will become extinct. This claim is univocally wrong, because carbon dioxide concentration in the atmosphere does not depend only on carbon dioxide flow to the atmosphere but on carbon dioxide flow to and from the atmosphere. This wrong claim is due to that nobody from the thousands of researchers of IPCC’s assessment reports hasn’t understood the mathematical theory of carbon dioxide concentration of the atmosphere. Physical and mathematical foundations of this theory and on the corresponding mathematical model (hence forward the SRcompound model) has been presented in Appendix 3. "

Kaik­kial­la ku­va­taan hiili­kier­to niin, että siinä on sekä vir­tauk­set ilma­ke­hään että siitä pois. Kaik­ki ym­mär­tä­vät tämän. Mal­lin­ta­jat las­ke­vat enem­män tai vä­hem­män yk­si­tyis­koh­tai­ses­ti näi­den vir­tauk­sien suu­ruuk­sia kasvi­peit­tees­tä, me­rien lämpö­ti­las­ta, ilman lämpö­ti­las­ta yms. riip­puen. Jopa se ote­taan jois­sain mal­leis­sa huo­mioon, että hiili­di­ok­si­din li­sään­ty­mi­nen ilma­ke­häs­sä lisää kas­vien kas­vua, jotka siten si­to­vat lisää hiili­di­ok­si­dia. Väite tar­koit­taa sitä, että jos hiili­di­ok­si­din tup­rut­te­lu jat­kuu nyky­vauh­tia, hiili­di­ok­si­di­pi­toi­suus kas­vaa vaa­ral­li­sen kor­keak­si. CO2-pitoisuuden kas­vaes­sa ilma­ke­häs­sä, myös sen pois­tu­ma kas­vaa, mutta ei yhtä pal­joa, eikä ole tie­dos­sa käyt­tö­kel­pois­ta kei­noa li­sä­tä nie­lu­ja riit­tä­väs­ti. Siksi tuo johto­pää­tös, että co2 tup­rut­te­lua pitää vä­hen­tää.

carbon cycle

Ihan pää­tön väite siis tä­mä­kin. Prof­fat eivät joko ole lain­kaan pe­reh­ty­neet IPCC:n käyt­tä­miin mal­lei­hin tai va­leh­te­le­vat. Ei­kö­hän tämä riit­tä­nyt näi­den väit­tei­den kä­sit­te­lys­tä. Vai mitä miel­tä on tämän ar­tik­ke­lin ja­ka­ja? Ihan oi­keas­ti­ko uskot en­nem­min näitä kahta kuin 6000 il­mas­to­tut­ki­jaa?

"Calculations with the SRcompound model prove that this can be achieved even with the current carbon dioxide flow to the atmosphere by reducing use of forests (logging, etc.)."

Okei, tämä liit­tyy ylläolevaan. Prof­fat väit­tä­vät, että met­sät voi­si­vat toi­mia riit­tä­vä­nä nie­lu­na. Hy­väs­sä kasvu­vah­dis­sa ole­vien met­sien hak­kui­den lyk­kää­mi­nen vai­kut­tai­si muu­ta­man vuosi­kym­men­tä oi­keaan suun­taan, mutt­ei riit­tä­väs­ti. Jos aina jä­reim­mät puut ha­kat­tai­siin ja käy­tet­täi­siin vaik­ka puu­ra­ken­nuk­siin, saa­tai­siin py­sy­vä hiili­nielu. Suu­ruut­ta en tässä osaa ar­vioi­da. Ny­kyi­sen, yhä kas­va­van co2-tupruttelun vai­ku­tus­ta ei ym­mär­tääk­se­ni voi kor­va­ta met­sien hak­kuu­ta vä­hen­tä­mäl­lä, vaik­ka hak­kui­ta toki kan­nat­tai­si vä­hen­tää.

"Chapter 2: Wrong claim on biomass and fossil fuels Claim 2.1: Photosynthetic biomass is a carbon-neutral fuel Amount of carbon in the atmosphere depends only on incoming and outgoing carbon flows of the atmosphere. As shown in Appendix 2, use of photosynthetic biomass instead of any fossil fuel will increase carbon flow per produced energy to the atmosphere. Anybody with elementary knowledge on chemistry can confirm this. At the same time, use of photosynthetic biomass decreases carbon flow from the atmosphere. Anybody with common sense understands this. Therefore, regarding carbon dioxide concentration of the atmosphere, photosynthetic biomass is not carbon neutral but by far the most “carbon intensive” of all fuels. "

Tämä lie­nee oi­kean­suun­tai­nen väite prof­fil­ta. Jos­kus tu­le­vai­suu­des­sa, kun kaik­ki on kau­niis­ti tasa­pai­nos­sa voi aja­tel­la, että puun pol­ton ja pui­den kas­vun vai­ku­tus voisi olla tasa­pai­nos­sa ja kaik­ki hyvin. Lähi­vuosi­kym­me­ni­nä pi­täi­si sitoa hiili­di­ok­si­dia, sii­hen +-0 tasa­paino ei riitä.

MUTTA, onko IPCC:n ra­por­teis­sa väi­tet­ty jo­tain päin­vas­tais­ta? Missä? Missä on viite IPCC:n vir­heel­li­seen ra­port­tiin? Onko ipcc ot­ta­nut kan­taa bio­polt­to­ai­nei­siin vai ot­ta­vat­ko prof­fat tässä koh­taa kan­taa Suo­mes­sa käy­tä­vään kes­kus­te­luun.

"Claim 3.1: Increase of carbon dioxide in the atmosphere increases storms. Cyclones (hurricanes and typhoons) are born when vertical air flow approaches tangentially ascending air flow. Small changes of the mean temperature of the ground have practically no influence on the velocities of cyclones. Heavy rains, which are related to cyclones, are due to fast condensing of water vapor due to conversion of sensible energy into kinetic and potential energy. Even though carbon dioxide concentration in the atmosphere is the same, each cyclone has different velocities and precipitation. Influence of carbon dioxide concentration in the atmosphere has nothing to do with cyclones. "

On väi­tet­ty, että CO2-tupruttelusta ai­heu­tu­va il­mas­ton läm­pe­ne­mi­nen lisää myrs­ky­jen mää­rää ja voi­maa, koska läm­pi­mäm­mäs­sä me­ris­tä haih­tuu enem­män ja läm­pi­mäm­pää kos­teut­ta, joten siinä on enem­män ener­giaa. Kuka on väit­tä­nyt, että hiili­di­ok­si­di­pi­toi­suus suo­raan vai­kut­tai­si myrs­kyi­hin? Taas prof­fat tyr­mää­vät väit­teen, jota ku­kaan ei ole esit­tä­nyt. co2 vai­kut­taa myrs­kyi­hin epä­suo­rasta ai­heut­ta­mal­la me­rien läm­pe­ne­mis­tä.

Prof­fat pe­rus­te­le­vat väi­tet­tään Navier-Stokes yh­tä­löil­lä. Heil­tä kui­ten­kin näyt­tää puut­tu­van las­kel­mis­taan myrs­ky­jen perus­syy, meren lämpö­tilan vai­ku­tus haih­tu­vaan vesi­mää­rään ja sen mu­ka­na ylös nou­se­vaan ener­giaan. Olki­ukko tä­mä­kin väite ???

Mankind

During the past 150 years the mankind has influenced in the ecosystem by many harmful ways.

  • 1. Decreased the forested area
  • 2. Increased cultured and made-up areas
  • 3. Decreased the amount of the photosynthetic and dead biomass
  • 4. Decreased vaporization of water which has caused primarily areal but also global warming
  • The mankind has increased the amount of carbon in the carbon cycle which, together with the global decrease of the amount of photosynthetic and dead biomass, has caused the realized increase of CO2 concentration in the atmosphere. "

Noil­la­kin on vai­ku­tus­ta, mutta fos­sii­lis­ten polt­to­ai­nei­den vai­ku­tus puut­tuu tästä lis­tas­ta.

"Introduction

In this appendix it is proved by thermostatic considerations that replacing of energy of fossil fuels by energy of photosynthetic biomass increases CO2 concentration in the atmosphere. It is also shown that production of energy by from the photosynthetic biomass processed biofuel increases CO2 concentration in the atmosphere more than if the equal amount of energy had been produced by direct combustion of the photosynthetic biomass which is needed to produce the biofuel. "

Tästä lie­nee jon­kin­moi­nen yh­teis­ym­mär­rys tut­ki­joi­den kes­ken. Eli puun polt­ta­mi­nen ei ole var­si­nai­nen il­mas­to­teko ja vielä vä­hem­män polt­to­nes­teen val­mis­ta­mi­nen siitä. Ei ai­na­kaan tässä ti­lan­tees­sa, kun co2-pitoisuuden nousu pi­täi­si saada las­kuun. Jos­kus ha­mas­sa tu­le­vai­suu­des­sa, kun il­mas­to on tasa­pai­nos­sa, puuta voisi polt­taa samaa vauh­tia kuin uutta kas­vaa.

"Summary

Prof­fien väite: The atmosphere is a mixture of gas, droplets and solid particles (hence forward the Entities). Compound, momentum, energy and number balances of the Entities form the only physically and mathematically relevant foundation of climate models. However, in IPCC’s 3D time-dependent models, compound, momentum, energy and number balances of the Entities are replaced by total mass, momentum and energy balances of the Entities and number balances are totally missing. In addition, radiative energy transfer of the 3D time-dependent models has been modelled incorrectly whereupon the models are physically and mathematically wrong.

The heat and fluid dynamical and mathematical foundations of 1D global climate model is presented in this paper. Because IPCC’s claim neglects temperature differences between the Entities the developed climate model (hence forward the SRclimate model) is simplified accordingly and applied to investigate the influence of carbon dioxide on the global mean temperatures. The investigation proves that the influence of carbon dioxide on the global mean temperatures is insignificant. "

Tässä koh­taa kir­joit­ta­jien pi­täi­si täs­men­tää väi­tet­tään — Osoit­taa IPCC:n malli­yh­tä­löis­tä tuo vir­heel­li­nen ole­tus niin, että mi­nä­kin ym­mär­täi­sin. Koska prof­fat eivät pal­jas­ta, missä koh­din ipcc:n mal­le­ja tuo virhe on, minun pi­täi­si sy­ven­tyä ipcc:n 3D mal­lien yh­tä­löi­hin. Tässä koh­din luot­ta­muk­se­ni näi­hin prof­fiin ei kui­ten­kaan enää ole niin kor­keal­la, että viit­si­sin moi­seen ryh­tyä. Nyt voin vain to­de­ta, että pe­rus­te­le­mat­to­man väit­teen pe­rus­teel­la he kor­vaa­vat IPCC:n mal­lit yksin­ker­tai­sem­mal­la, jota ovat vielä yksin­ker­tais­ta­neet pe­rus­te­le­mat­to­man väit­teen­sä pe­rus­teel­la. Näi­den las­kel­mien pe­rus­teel­la he sit­ten to­dis­ta­vat muun maail­man ole­van vää­räs­sä.

"Therefore, influence of increase of carbon dioxide in the atmosphere on radiation to the ground must be calculated by accounting simultaneously the influences of carbon dioxide and clouds. In climate models of IPCC’s assessment reports these influences are separated into clear sky “radiative forcing” and “cloud feedback” which is a fatal error."

Il­mas­ton il­miöi­tä tut­ki­taan yleen­sä 3D-malleilla. Sen li­säk­si saa­te­taan käyt­tää yksin­ker­tai­sem­pia mal­le­ja, joi­den 'heu­ris­ti­set' pa­ra­met­rit on mää­ri­tet­ty 3D-mallien avul­la. Täl­lai­sia yksin­ker­tai­sem­pia mal­le­ja tar­vi­taan, jos ha­lu­taan tehdä tu­han­sia entä-jos-laskelmia tai muuta vas­taa­vaa. Tar­koil­la, fy­sii­kan la­kei­hin pe­rus­tu­vil­la, mal­leil­la sel­vi­te­tään, mitä oi­keas­ti ta­pah­tuu ja yksin­ker­tai­sem­mat mal­lit 'vi­ri­te­tään' tämän pe­rus­teel­la. Prof­fil­la on täl­lai­nen yksin­ker­tai­nen malli, jota he ver­taa­vat ipcc:n yksin­ker­tai­siin mal­lei­hin. Ehkä.

Saat­taa olla, että prof­fat eivät ole ym­mär­tä­neet, mitä IPCC tar­koit­taa cloud feedbackilla, mihin sitä käy­te­tään ja miten se on las­ket­tu. Hehän Käyt­tä­vät yksin­ker­tais­ta 1D mal­lia. Ehkä se hämää heitä? IPPCC:n ra­por­teis­sa cloud feedback näyt­tää tar­koit­ta­van tut­kit­ta­vaa il­miö­tä. Mi­kään ei viit­taa prof­fien ku­vaa­maan erot­te­luun itse mal­leis­sa.

Pil­vien vai­ku­tus on oi­keas­ti moni­mut­kai­nen juttu ja jot­kut denialistit mi­tä­töi­vät tämän pe­rus­teel­la kai­ken IPCC:n tut­ki­muk­sen. Jon­kun il­miön to­tea­mi­nen vai­keak­si mal­lin­taa ei ole "fatal error". Ennenminkin prof­fat te­ke­vät fatal errorin väit­täes­sään, että hei­dän mal­lin­sa kuvaa il­miön oi­kein.

Ken ha­luaa pe­reh­tyä tar­kem­min sii­hen, mitä ipcc tar­koit­taa näil­lä ter­meil­lä ja miten pil­viä mal­lin­ne­taan, voi lu­kais­ta ohei­set jutut. Pikavillkaisulla syn­tyi vai­ku­tel­ma, että prof­fien väite ei liity ipcc:n mal­lei­hin. Sen var­mis­ta­mi­seen, onko ipcc:n mal­leis­sa vir­hei­tä, tai ku­vaa­vat­ko poi­mi­ma­ni ar­tik­ke­lit oi­kein ipcc:n mal­lin­nuk­sia, en jaksa ryh­tyä. En tunne tar­vet­ta.

"Cloud feedback studies point to five aspects of the cloud response to climate change which are distinguished here: changes in high-level cloud altitude, effects of hydrological cycle and storm track changes on cloud systems, changes in low-level cloud amount, microphysically induced opacity (optical depth) changes and changes in high-latitude clouds." sceptical science, cloud feedback ; IPCC, Clouds and Aerosols

"3D time-dependent climate models of IPCC assessment reports

For a big surprise of professor Sarkomaa and professor Ruottu (hence forward the Authors) their discussions with the Finnish Meteorological Institute and meteorologists of Hel­sin­ki University revealed that meteorologists don’t understand theoretical foundations of radiative energy transfer and cloud formation. References 11 and 13 of IPCC’s assessment reports prove that their authors, authors of their references and reviewers of IPCC’s assessment reports don’t understand heat and fluid dynamics. "

Ih­me­hän tuo olisi. Ih­mei­siin en usko, ennen kuin näen. Eli yk­si­löi­dym­mät pe­rus­te­lut ha­luai­sin.

In the following, the Authors show that FMI’s temperature measurements are in inevitable contradiction with IPCC’s claim about 2.2 ºC warming of northern areas.

Ar­tik­ke­lis­sa ver­tail­laan Kaisa­nie­men ja Tähtelän lämpö­ti­lo­ja ja co2-pitoisuuksia

Ku­kaan ei ole väit­tä­nyt, että ilma­kehän co2-pitoisuus ja pai­kal­li­set muu­ta­man va­li­koi­dun päi­vän lämpö­tilat kor­re­loi­si­vat suo­raan. En ym­mär­rä, mitä tolk­kua on esit­tää nuo reg­res­siot.

Noi­den mit­taus­ten pe­rus­teel­la prof­fat väit­tä­vät, että IPCC on vää­räs­sä esit­täes­sään, että il­mas­ton­muu­tok­sen myötä napa-alueet läm­piä­vät enem­män kuin päi­vän­ta­saa­jan seutu. Saman tasoa kuin to­dis­taa il­mas­to­muu­tos kii­na­lais­ten juo­nek­si tuo­mal­la lumi­pallo kong­res­si­sa­liin.

En löy­tä­nyt mis­tään tie­to­ja, miten SRclimate model:ia on va­li­doi­tu. Tähän men­nes­sä lu­ke­ma­ni pe­rus­teel­la en tunne mo­ti­vaa­tio­ta läh­teä sen yh­tä­löi­tä tut­ki­maan. Olisi kiva, jos joku, joka väit­tää sillä saa­tu­ja to­dem­mik­si kuin var­si­nais­ten il­mas­to­tut­ki­joi­den mal­leil­la, se­lit­täi­si sel­keäm­min, mikä SRclimate mal­lis­sa on pa­rem­paa.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Ilmastomallinnus ja ilmastodenialismi > (edit: )

Löy­sin ar­kis­tois­ta­ni luon­nok­sen vas­tauk­ses­ta­ni erää­seen ilmastodenialistien face­boo­kis­sa esit­tä­mään väit­tee­seen. Harmi kyllä, en löy­tä­nyt po. vies­ti­ket­jua, joten tämä kom­ment­ti­ni jää pik­kui­sen ir­ral­li­sek­si. Toi­saal­ta nuo samat vir­heel­li­sik­si osoi­te­tut väit­teet pomp­paa­vat esiin yhä uu­del­leen, joten ehkei tämä juttu ihan huk­kaan mene.

Elo­kuu 2020

Tun­tuu, kuin oli­sin jää­nyt kouk­kuun some-ajan teek­ka­ri­jäy­nään, kun pa­laan tähän kes­kus­te­luun.

Kes­kus­te­lun aloit­ta­ja väit­tää, että las­kel­mat, joi­den mu­kaan ih­mi­sen toi­min­ta on syynä il­mas­ton­muu­tok­sen, ovat vir­heel­li­siä. Väit­teen­sä hän pe­rus­taa ilmastodenialisti Ed Berryn ar­tik­ke­liin , jonka mukaan maapallon ekosfääri toimii kuin vuotava ämpäri ja kaikki sitä monimutkaisempi mallintaminen on turhaa. Linearisoitua vuotavan ämpärin mallia Berry kutsuu physics modeliksi.

Il­mas­to­mal­lin­nuk­seen vaik­ka vain pin­nal­li­ses­ti­kin pe­reh­ty­neel­le on sel­vää, että äm­pä­ri­malli ei riitä il­mas­ton il­miöi­den hyö­dyl­li­seen tar­kas­te­luun. Var­sin­kaan se ei an­sait­se nimeä 'physics model'

Ipcc:n mal­leil­la on ko­keil­tu (monen muun asian li­säk­si) mitä ta­pah­tuu, jos eko­sys­tee­min tasa­pai­noa häi­rit­see al­ka­mal­la pu­hal­taa ilma­ke­hään pik­kui­sen lisää co2:ta (Ih­mi­sen ai­heut­ta­ma lisä luon­non hiili­kier­toon on noin 5%). Mal­lien mu­kaan luon­non pro­ses­sit — co2 läh­teet ja nie­lut — so­peu­tu­vat ilma­kehän co2-pitoisuuden nou­suun niin, että ilma­ke­häs­tä pois­tuu aiem­paa enem­män co2:ta, mutta ei kui­ten­kaan koko li­säys — vajaa puo­let ilma­ke­hään puh­ku­tus­ta co2-lisästä jää ilma­ke­hään. Tätänykyä. Pi­dem­män pääl­le me­rien kyky liuot­taa it­seen­sä co2:ta heik­ke­nee, mikä vä­hen­tää nie­lu­ja.

Tässä kes­kus­te­lu­ket­jus­sa vii­ta­taan ar­tik­ke­liin: co2 levels airborne fraction increasing? Artikkelin pointti on, että ihmisen tuottamien hiilipäästöjen ja ilmakehän co2-pitoisuuden välillä on vahva riippuvuus. Koska muuta selitystä co2-pitoisuuden nousulle ei ole löytynyt, tuntuu loogiselta, että ihminen on ilmastomuutoksen aiheuttaja. Matemaattisen eksakti tieteellinen todistus tällainen päättely ei tietenkään ole, mutta niin kauan kuin muuta selitystä ei löydy, ihminen on aika hyvä selitys.

Seu­raa­vat lai­nauk­set ovat tästä fb-keskusteluketjusta: "jos ky­sei­nen ar­tik­ke­li koh­te­li­si ih­mis- ja luon­to­pe­räis­tä hiili­di­ok­si­dia saman­ar­voi­si­na, hiili­di­ok­si­di­pi­toi­suus nou­si­si 0,43*804/3,76/2,14 ppm vuo­des­sa." ja "Tuos­sa ar­tik­ke­lis­sa on ihan hurja virhe, se väit­tää että 43% CO2-tuotannosta jää ilma­ke­hään. Jos kai­kis­ta tuo­tan­to­läh­teis­tä jäisi noin pal­jon ilma­ke­hään, pi­toi­suus nou­si­si noin 43 ppm vuo­sit­tain. Esim. Mauna Loal­la se on kui­ten­kin nous­sut 1,4 - 2,2 ppm vuo­sit­tain. Virhe on kerta­luok­kaa 24!"

Virhe on iso vaan onko se ipcc:n?

"...jos ky­sei­nen ar­tik­ke­li koh­te­li­si ih­mis- ja luon­to­pe­räis­tä hiili­di­ok­si­dia saman­ar­voi­si­na..." Artikkelista ei voi päätellä, että ihmis- ja luontoperäistä hiilidioksidia ei kohdeltaisi samanarvoisina. Sellainen olisi ihan älytöntäkin. Kaikissa malleissa niitä käsitellään samanarvoisina. Tietysti. Artikkeli tarkoittaa, että kun ilmakehään tuprutetaan lisää hiilidioksidia, luonnon hiilinielut eivät kykene nielemään lisäystä kokonaan, vaan lisäyksestä 43% jää ilmakehään. Näin kummallista väärinkäsitystä ei olisi syntynyt, jos olisi perehdytty ilmastomallinnukseen. Tai sitten 'väärinkäsitys' on tahallinen.

Las­kel­mis­sa yllä co2-lähteet on ole­tet­tu toden­mu­kai­sik­si, mutta entä nie­lut? Jotta il­maan jäisi noin pal­jon enem­män co2:ta, nie­lu­jen pi­täi­si vas­taa­vas­ti olla pal­jon ny­kyis­tä pie­nem­piä, eikö totta. Eikö se olisi outoa? Jos yo. väit­teen/las­kel­man esit­tä­jä olisi tar­kas­tel­lut koko hiili­kier­toa, hän olisi ym­mär­tä­nyt vir­heen­sä.

Li­säk­si 'äm­pä­ri­mal­lis­sa' on ole­tet­tu eko­sys­tee­mi li­neaa­ri­sek­si. Jos äm­pä­ri­mal­lia kor­jai­si fy­si­kaa­li­sem­mak­si niin, että vir­taus poh­jan reiäs­tä olisi ver­ran­nol­li­nen paine-eroon eli pin­nan­kor­keu­den neliö­juu­reen, äm­pä­ri­mal­lin avul­la­kin voisi ehkä ym­mär­tää vir­heel­li­sek­si väi­te­tyn ar­tik­ke­lin poin­tin.

Ole­te­taan, että meil­lä on vuo­ta­va äm­pä­ri, johon lo­ro­tam­me vettä niin, että äm­pä­ri pysyy puo­lil­laan. Jos alam­me lo­rot­taa äm­pä­riin lisää vettä, pinta nou­see, kun­nes vuoto li­sään­tyy vas­taa­vas­ti. Täs­sä­kään emme koh­del­leet eri ta­voin alku­pe­räis­tä veden vir­taus­ta ja sii­hen teh­tyä li­säys­tä.

Vielä voi miet­tiä, miten yo. las­kel­mas­sa on otet­tu huo­mioon se, että jär­jes­tel­mä ei ole tasa­paino­ti­las­sa vaan pääs­töt ja co2-pitoisuus kas­va­vat koko ajan. Pi­täi­si osoit­taa, että kaik­ki luon­non pro­ses­sit rea­goi­vat muu­tok­siin niin no­peas­ti, että tätä ei tar­vit­se ottaa huo­mioon. Muu­ten Berryn ana­lyy­si ei ole pä­te­vä.

Tässä fb-ketjussakin vii­ta­taan Ed Berryn kat­teet­to­maan väit­tee­seen, että ipcc:n mal­lit koh­te­li­si­vat eri ta­voin ih­mis- ja luon­to­pe­räis­tä hiili­di­ok­si­dia. Ei Berry eikä ku­kaan muu­kaan ole kyen­nyt pe­rus­te­le­maan tätä (usein tois­tet­tua) väi­tet­tä.

Aivan kuten las­kel­mas­ta yllä myös Berryn ar­tik­ke­lin ku­vas­ta 16 ja sii­hen liit­ty­väs­tä se­lit­te­lys­tä puut­tuu ko­ko­naan nie­lut, eli Berryn ter­mein reikä äm­pä­rin poh­jas­ta. Berry ei näytä ym­mär­tä­vän edes äm­pä­rin­sä toi­min­taa. Jos alkaa li­sä­tä äm­pä­riin juok­se­vaa vettä, pinta alkaa nous­ta ja sen seu­rauk­se­na poh­jas­sa ole­vas­ta reiäs­tä alkaa vir­ra­ta enem­män vettä. Loppu­tu­lok­se­na äm­pä­rin pinta alkaa nous­ta ja vir­taus poh­jas­ta kas­vaa. Pinta nou­see niin kauan kuin vir­taus­ta li­sä­tään. Osa vir­tauk­sen li­säyk­ses­tä siis jää äm­pä­riin, osa vir­taa ulos.

Berry ja tämän kes­kus­te­lun aloit­ta­ja kri­ti­soi­vat ipcc:n käyt­tä­mään Ber­nin mal­lia. Ku­vaus yh­des­tä sen ver­siois­ta: yksin­ker­tais­tet­tu il­mas­to­malli

Koska var­si­nai­set fy­si­kaa­li­set il­mas­to­mal­lit vaa­ti­vat pal­jon las­ken­ta­ka­pa­si­teet­tia, tut­ki­jat ovat var­si­nais­ten mal­lien tu­los­ten avul­la ke­hit­tä­neet täl­lai­sia 'kevytversioita'. Var­si­nai­sil­la mal­leil­la sel­vi­tel­lään 'perus­asioi­ta' ja kevytversiota käy­te­tään esi­mer­kik­si eri­lai­sis­sa sa­to­ja ja tu­han­sia ite­raa­tioi­ta vaa­ti­vis­sa entä-jos ske­naa­riois­sa. Näitä yksin­ker­tai­sia mal­le­ja ei siis käy­te­tä to­dis­ta­maan mi­tään eko­sfää­rin perus­ilmiöistä.

On tar­kis­tet­tu, että 'nor­maa­lil­la' toi­min­ta-alueel­la mal­lin kevytversio toi­mii riit­tä­vän hyvin sa­mal­la ta­val­la kuin var­si­nai­set fy­si­kaa­li­set mal­lit. Berry ei ar­vioi tätä ver­tai­lua mil­lään lail­la. Liioin hän ei mil­lään lail­la ar­vioi var­si­nai­sia fy­si­kaa­li­sia mal­le­ja vaan to­teaa:

"Agreement among models does not prove they are accurate." Ei tietenkään. Missä tämmöistä on väitetty? Mutta agreement among models tietyllä toiminta-alueella tarkoittaa, että ne tuolla alueella antavat samat tulokset. Erikseen on tarkistettu, kuinka hyvin varsinaiset mallit kuvaavat reaalimaailman ilmiöitä.

Berry mm. väit­tää, että Ber­nin malli toi­mii vää­rin, koska se jät­tää ilma­ke­hään pit­käk­si aikaa co2:ta, mutta ei pe­rus­te­le, miksi tämä on mah­do­ton­ta. Ei ehkä ole pe­reh­ty­nyt fy­siik­kaan ipcc:n mal­lien ta­ka­na.

Ar­tik­ke­lin­sa ku­val­la 9 Berry 'to­dis­taa', että ipcc:n malli toi­mii vää­rin.

Ilma­ke­häs­sä teh­ty­jen ydin­ko­kei­den takia ilma­ke­häs­sä on radio­ak­tii­vis­ta 14co2 iso­toop­pia suh­tees­sa enem­män kuin met­sän puis­sa, me­ris­sä yms. Nor­maa­lin hiili­kier­ron myötä tämä ero ta­saan­tuu. Tätä ta­saan­tu­mis­ta ku­vaa­maan Berryn äm­pä­ri­malli sopii hyvin. (Noin joka triljoonas hiili­atomi on iso­toop­pia 14co2)

Tämä ta­saan­tu­mi­nen on dy­na­mii­kal­taan aivan eri ilmiö kuin luon­non nor­maa­li hiili­kier­to, jota Ber­nin malli kuvaa. Kuvan 9 kal­tai­nen ver­tai­lu on siis mer­ki­tyk­se­tön. Jos il­mas­to­mal­lin ha­luai­si ot­ta­van ta­saan­tu­mi­sen huo­mioon, sii­hen pi­täi­si li­sä­tä omik­si muut­tu­jik­seen 14co2 pi­toi­suu­det eko­sys­tee­min eri osis­sa. Vaan miksi?

Mi­tä­hän yk­sik­kö­jä kuvan 9 y-ak­se­li edus­taa? Onko Ber­nin malli edes toi­min­ta-alueel­laan? Yksin­ker­tais­te­tut mal­le­ja on tar­koi­tus käyt­tää vain ra­ja­tul­la toi­min­ta-alueel­la.

Berry kir­joit­taa: "The IPCC Bern model cannot continue its same prediction line if it is restarted at any point. The Bern model cannot properly restart because it depends upon its history, which makes it an invalid model."

En ym­mär­rä. Si­mu­loin­nin tulos riip­puu aina mal­lin alku­ti­las­ta, joka ker­too jär­jes­tel­män his­to­rias­ta sen, mikä tar­vi­taan tu­le­vai­suu­den en­nus­ta­mi­seen. Eri­lai­sis­sa mal­leis­sa mal­lin tila näky eri ta­voin. Jos Berry te­ki­si äm­pä­ris­tään dif­fe­rens­si­yh­tä­lö­muo­toi­sen mal­lin, mal­lin tilan ker­toi­si pin­nan­kor­keus ny­kyi­se­nä ja edel­li­se­nä ajan­het­ke­nä. Ehkä Berry ei ole osan­nut käyt­tää Ber­nin mal­lia.

Pal­jon muu­ta­kin Berry väit­tää Ber­nin mal­lis­ta, mutta sen ar­vioin­ti ei mahdu fb:n sal­li­maan 8000 merk­kiin, joten to­tean vain, että hänen kri­tiik­kin­sä ei ole pe­rus­tel­tua, eikä edus­ta nor­maa­lia sys­tee­mi­ana­lyyt­tis­ta käy­tän­töä.

We­bis­tä löy­tyy pal­jon Berryn ar­tik­ke­lia vas­taa­via. Tiede­pe­rus­tais­ta työtä ei ole le­vit­tää kri­tii­kit­tä yk­sit­täi­sen tut­ki­jan väit­tei­tä. Ver­tais­ar­vioi­tu­ja tut­ki­muk­sia­kaan ei kan­na­ta au­to­maat­ti­ses­ti pitää to­te­na. Ver­tai­nen kun ei vält­tä­mät­tä tar­koi­ta asian­tun­ti­jaa.

Täl­lai­nen vähän hui­tais­ten­kin tehty juttu opet­ta­vai­nen, mutta var­sin ras­kas. Väit­teet näyt­tä­vät soopalta, mutta nii­den var­mis­ta­mi­nen soopaksi ja to­dis­ta­mi­nen mah­dol­li­sim­man kan­san­ta­jui­ses­ti soopaksi on haas­ta­vaa. Ym­mär­rän, jos joku menee hal­paan.

Hyö­dyl­li­sem­pää tai­tai­si olla pe­reh­tyä lisää var­si­nai­seen il­mas­to­mal­lin­nuk­seen ja yrit­tää ker­toa siitä.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > COVID-19 mallinnusta (edit: 2020-5-15)

COVID-19 mal­lin­nus­ta

Lu­kai­sin läpi ar­tik­ke­lin epi­de­mio­lo­gi­ses­ta mal­lin­nuk­ses­ta

touko­kuu 2020, (v1: 2020-5-15, v2: 2020-5-17)

Mie­len­kiin­toi­nen agent­ti­poh­jai­nen malli ko­ro­na­vi­ruk­sen le­viä­mi­ses­tä

Tut­ki­mus­ta ei ole ver­tais­ar­vioi­tu (ei kai THL:n) las­kel­mia­kaan. Muu­ten­kaan en te­ki­si pää­tök­siä yksin­omaan täl­lais­ten si­mu­laa­tioi­den pe­rus­teel­la. Täl­lais­ten si­mu­laa­tioi­den tar­koi­tus on avar­taa nä­ke­mys­tä il­miös­tä. Pitää tie­tys­ti osata ar­vioi­da, avar­ta­vat­ko tosi­maailman suun­taan ;-)

Pika­vil­kai­sul­la (mut­kat suo­rik­si ve­täen, kan­nat­taa lukea koko juttu) kir­joit­ta­jien johto­pää­tös näyt­tää ole­van, että liik­ku­mi­sen ra­joi­tuk­sia ja so­siaa­li­sen etäi­syy­den pi­tä­mis­tä (1) kan­nat­taa tukea tes­taa­mi­sel­la ja jäl­jit­tä­mi­sel­lä (2). Sit­ten kun epi­de­mia on saatu tiu­koil­la ra­joi­tuk­sil­la so­pi­vas­ti ku­riin, ra­joi­tuk­sia voi ehkä löy­sä­tä, jos tes­ta­taan ja jäl­ji­te­tään huo­lel­la.

Stra­te­giaa (1) he kut­su­vat mitigation (ra­joit­ta­mi­nen, hal­lit­se­mi­nen?) ja stra­te­giaa (2) suppression (ku­ris­ta­mi­nen/ni­tis­tä­mi­nen?) (1) stra­te­giaa seu­raa­vat kuu­lem­ma saat­ta­vat tyy­tyä sii­hen, että tauti­luvut ta­saan­tu­vat kun taas (2) stra­te­gias­sa py­ri­tään saa­maan tauti­luvut las­kuun.

To­tea­vat yh­dek­si mer­kit­tä­väk­si epä­var­muus­te­ki­jäk­si sen, että tau­din tap­pa­vuut­ta on vai­kea ar­vioi­da, koska ei tie­de­tä, mo­ni­ko sai­ras­taa oi­reet­to­mas­ti. Hei­dän mie­les­tään tie­don li­sään­nyt­tyä alkaa näyt­tää siltä, että oi­reet­to­mas­ti sai­ras­ta­nei­ta on alun­perin ole­tet­tua vä­hem­män, mistä seu­rai­si, että tap­pa­vuus (kuol­lei­suus) voi olla aiem­min ar­vioi­tua kor­keam­pi. Ym­mär­tääk­se­ni, jos oi­reet­to­mas­ti sai­ras­ta­nei­ta on vähän, kuu­lui­sa R0 on pie­nem­pi kuin alun­perin ole­tet­tiin.

Epi­de­mio­lo­gi­sis­sa mal­leis­sa ih­mi­set näy­tään jaet­ta­van ryh­miin tau­din vai­heen mu­kaan: Susceptible, Exposed, Infectious and Recovered, (altis?, al­tis­tu­nut?, sai­ras­tu­nut?, toi­pu­nut?) Li­säk­si väes­tö voi­daan jakaa ryh­miin iän mu­kaan ja käyt­tää hy­väk­si so­siaa­li­tie­tei­li­jöi­den hank­ki­maa tie­toa ikä­ryh­mien vä­li­sis­tä kon­tak­teis­ta (jo­tain tuol­lais­ta. Mal­lis­sa on kon­tak­te­ja ku­vaa­ja neliö­mat­rii­si)

Tau­din le­viä­mis­tä ku­vaa­vien muu­ta­man pa­ra­met­rin pe­rus­teel­la las­ke­taan esi­mer­kik­si vuoro­kau­den vä­lein, pal­jon­ko po­ruk­kaa siir­tyy tau­din ti­las­ta toi­seen. Tau­din le­viä­mi­seen vai­kut­ta­vat tie­tys­ti ih­mis­ten vä­li­siin kon­tak­tei­hin vai­kut­ta­vat toi­men­pi­teet.

Tär­keä on ym­mär­tää millä pe­rus­teil­la pa­ra­met­reil­le löy­de­tään arvot. Pla­neet­to­jen liik­kei­tä las­kies­sa tie­däm­me gra­vi­taa­tio­va­kion monen de­si­maa­lin tark­kuu­del­la. Ko­ro­na­vi­ruk­ses­ta tie­däm­me vä­hem­män.

Kes­kei­nen pa­ra­met­ri on R0. Se ker­too, mon­ta­ko ih­mis­tä tau­ti­nen tar­tut­taa 'neit­seel­li­ses­sä' väes­tös­sä, siis epi­de­mian al­kaes­sa. R0 kuvaa vi­ruk­sen omi­nai­suuk­sia. Mai­nit­se­vat myös Rt:n, joka riip­puu (li­säk­si?) väes­tön kult­tuu­ri­sis­ta ta­vois­ta.

Eni­ten tässä ju­tus­sa in­nos­tuin ar­tik­ke­lis­sa ku­va­tus­ta agent­ti­poh­jai­ses­ta mal­lin­nus­me­ne­tel­mäs­tä. Sensijaan, että las­ki­si­vat, mon­ta­ko ih­mis­tä on mis­sä­kin tau­din vai­hees­sa, hei­dän oh­jel­mas­saan jo­kai­nen ih­mi­nen on oma olion­sa, joka käy tau­din vai­hei­ta läpi. (Jos jo­kai­nen tyyp­pi ei mahdu tieto­ko­neen muis­tiin, niin sit­ten kai voi lait­taa kun­kin agen­tin edus­ta­maan vaik­ka sataa tai tu­hat­ta ih­mis­tä ???)

(En­sim­mäi­siä si­mu­laa­tio­har­joi­tuk­sia­ni -70 lu­vul­la oli agent­ti/olio -poh­jai­nen park­ki­pai­kan si­mu­loin­ti, johon lai­toim­me sa­to­ja au­to­ja hu­ris­te­le­maan, jo­not­ta­maan park­ki­pai­kal­le yms. Siksi kai tämä sy­käh­dyt­ti. Toki kai­ken­lai­set väit­teet ko­ro­na­stra­te­giois­ta he­rät­ti­vät aja­tuk­sen, että pitää kai epi­de­mioi­den mal­lin­nuk­seen pe­reh­tyä)

Jo­kai­sel­la agen­til­la – oliol­la – on ikä, tau­din vaihe (ja mon­ta­ko päi­vää on ky­sei­ses­sä tau­din ti­las­sa ollut), yms. Sen­kin lait­ta­vat muis­tiin, keitä muita on tar­tut­ta­nut. Agen­teil­le on help­po lait­taa eri­lai­sia omi­nai­suuk­sia. Mal­liin on helpo lait­taa sa­tun­nai­suut­ta.

Agen­tit voi­vat vaik­ka 'kuleksia kau­pun­gil­la' ja arpa (sa­tun­nais­luku) ker­too, saa­vat­ko tar­tun­nan, jos koh­taa­vat tau­ti­sen (aivan näin eivät si­mu­laa­tioi­taan ar­tik­ke­lis­sa kuvaa ;-) ke­hu­vat kui­ten­kin, että agent­ti­poh­jai­sel­la mal­lil­la on hel­pom­pi ko­keil­la mikro­tason jut­tu­ja, mukaanlukien eri­lai­set ra­joi­tuk­set. Kon­tak­toin­nis­sa voisi ottaa huo­mioon jo­tain ih­mis­ten arkea ku­vaa­via pa­ra­met­re­ja, kuten työ, asuin­paik­ka, työ­mat­kas­ta jo­tain, yms. Näitä ei ole tässä eikä muis­sa­kaan mal­leis­sa.

"The possible states of a per­son are the following: susceptible, incubation (infected but actual illness not yet started; may spread virus), illness, hospitalized, in intensive care, recovered (i.e., immune), and dead (Figure 1). The symptom severity of a patient can be asymptomatic, mild, severe, or critical. The model follows every individual through the whole disease path from susceptible to recovery or death. "

"The agents represent individual people, who have the following properties: age (years), infected (yes/no), infection detected (yes/no), immunity (yes/no), days of incubation period left (d), days of illness since the onset of symptoms (d), other people infected (identifiers of agents that this agent infected; used for tracing), state, and symptom severity."

"The healthcare system has the following properties: number of hospital beds, number of hospital beds available, number of intensive care beds, number of intensive care beds available, testing mode (lazy: test only people with severe symptoms; active: test also people with mild symptoms; aggressive: test also people with mild symptoms and contacts of coronavirus positive people), number of coronavirus tests run per day, length of testing queue"

R0:n ti­lal­la agent­ti­mal­lis­sa on toden­nä­köi­syy­det, millä ih­mi­set koh­taa­vat toi­sen­sa ja millä toden­nä­köi­syy­del­lä tau­ti­nen tar­tut­taa ter­veen mis­sä­kin tau­din vai­hees­sa:

"The model uses explicit estimates for the three quantifiable processes that are usually embedded in R​0​, namely contacts, exposure, and infectivity. " Kon­tak­tit riip­pu­vat kult­tuu­ris­ta, joten glo­baa­lis­ta da­tas­ta es­ti­moi­tu R0 ei ole yhtä hyvä kuin il­miöi­den erot­te­lu.

"A Finnish ​contact matrix​ giving empirical contact frequencies for individuals by age is available with age-specific numbers of physical contacts per day."

To­tea­vat, että on epä­var­maa, mo­ni­ko sai­ras­taa oi­reet­to­mas­ti ja millä toden­nä­köi­syy­del­lä virus tart­tuu koh­taa­mi­ses­sa, ovat teh­neet herk­kyys­ana­lyy­se­jä aja­mal­la mal­lia eri pa­ra­met­reil­la. Herk­kyyt­tä sa­tun­nai­suu­del­le ovat tar­kas­tel­leet aja­mal­la 100 ajoa kul­la­kin pa­ra­met­ril­la (tieto­ko­neen sa­tun­nais­luvut ovat näen­näis­sa­tun­nai­sia, mutta se on oma jut­tun­sa. 'pseudo random' tai jo­tain sel­lais­ta googlaamalla sel­viää)

Si­mu­loin­neis­sa on tar­kas­tel­tu HUSin alueen väes­töä. Ver­tail­tu lazy and aggressive testing stra­te­gioi­ta eri asteisilla liik­ku­mis­ra­joi­tuk­sil­la. Uuden­maan rajat lie­ne­vät mal­lis­sa kiin­ni, koska ar­tik­ke­lis­sa ei ole mai­nin­taa ulko­puo­lel­ta tu­le­vis­ta sai­ras­tu­neis­ta. Tiuk­ka ka­ran­tee­ni ja tes­taa­mi­nen es­täi­si ulkoa tu­le­vat pöpöt, mutta muu­ten ulkoa tu­li­si jat­ku­va virta tau­ti­sia.

Tar­kas­te­le­vat si­mu­loi­mal­la myös oi­reet­to­mien mää­rän (joka siis tois­tai­sek­si tun­ne­taan huo­nos­ti) vai­ku­tus­ta. Jos suu­rin osa on oi­reet­to­mia, tai juuri ku­kaan ei ole oi­ree­ton, sil­loin tes­taa­mi­ses­ta ja jäl­jit­tä­mi­ses­tä ei saada suur­ta lisä­hyö­tyä.

Miten hyvin malli kuvaa HUSin alueen väes­tön käyt­täy­ty­mis­tä? Miten hyvin kuvaa vi­ruk­sen käyt­täy­ty­mis­tä? Tun­tuu, että mal­lin te­ki­jät ym­mär­tä­vät, mitä on mal­lin­ta­mi­nen ja eri­tyi­ses­ti epi­de­mio­lo­gi­nen mal­lin­ta­mi­nen. Miten lä­hel­lä to­tuut­ta pää­se­vät? Saat­taa­pa hy­vin­kin antaa oi­kean­suun­tai­sia tu­lok­sia. Pal­jon pa­rem­min kuin pääs­sä­las­ku­na ar­ve­le­mi­nen tai fii­lis­poh­jal­ta luu­le­mi­nen/toi­vo­mi­nen.

Sen jäl­keen, kun mal­lil­la on saatu jo­tain tu­lok­sia, pitää miet­tiä, tun­tu­vat­ko ne jär­ke­vil­tä? Jos ei, onko vika jär­jes­sä vai mal­lis­sa. Jos­kus si­mu­laa­tiot an­ta­vat ahaa-elä­myk­siä, in­tui­tion vas­tai­sia tu­lok­sia, jotka osoit­ta­vat in­tui­tion vää­räk­si. Mutta voi jär­ki­kin osoit­taa mal­lis­ta vir­hei­tä. Äk­ki­sel­tään ei mi­nul­le tul­lut suu­ria yl­lä­tyk­siä. En ihan tark­kaan kat­so­nut, mil­loin as­teik­ko ulot­tui mil­joo­naan, mil­loin sa­taan­tu­han­teen.

Vielä pitää kysyä, miksi malli antoi sel­lai­sia tu­lok­sia kuin antoi?

Mer­kit­tä­vin tulos oli, että tes­taa­mi­nen, jäl­jit­tä­mi­nen ja tau­tis­ten eris­tä­mi­nen kan­nat­taa. Muita ra­joi­tuk­sia voi­daan löy­sä­tä, jos tämä on­nis­tuu hyvin. Käy jär­keen. Ehkä jopa ilman mal­lin­nus­ta voisi pää­tyä täl­lai­seen johto­pää­tök­seen.

Riip­puu tie­tys­ti siitä, mo­ni­ko sai­ras­taa oi­reet­to­mas­ti. Jos kaik­ki saa­vat oi­rei­ta no­peas­ti tar­tun­nan jäl­keen, tau­ti­set löy­tää tes­taa­mat­ta­kin. Jos taas mel­kein kaik­ki sai­ras­ta­vat oi­reet­to­mas­ti niin, äääh, mitä siitä seu­raa? Tes­tauk­sen tark­kuus, jäl­jit­tä­mi­sen on­nis­tu­mi­nen: Näitä ei tar­kas­tel­tu. Mitä vai­kut­taa, jos tau­ti­sis­ta jää ha­vait­se­mat­ta 10%, 20%? Miten hyvin jäjittäminen toi­mii? Kuin­ka monta pro­sent­tia al­tis­tu­neis­ta löy­de­tään?

Si­mu­loin­tien pe­rus­teel­la­kin to­tea­vat, että alus­sa tau­tiin kan­nat­taa joka ta­pauk­ses­sa iskeä mou­ka­ril­la, eli tiu­koin ra­joi­tus­toi­min.

Si­mu­loin­ti­tu­los­ten mu­kaan, jos ei tes­ta­ta vaan pi­de­tään tauti hoito­ka­pa­si­tee­tin ra­jois­sa pel­käs­tään ra­joi­tus­toi­mil­la, tar­vi­taan tiu­kem­pia ra­joi­tuk­sia ja tauti on pit­kään kes­kuu­des­sam­me. Pa­him­mil­laan se talt­tuu vasta lauma­suo­jaan? Mi­kä­li sille yleen­sä tulee im­muu­nik­si, kuten useim­mil­le virus­tau­deil­le. Loo­gis­ta tuo­kin. Ellei sa­tu­ta löy­tä­mään te­hok­kai­ta ra­joi­tus­toi­mia, joil­la tauti tu­keh­tuu.

Jos­sain mää­rin tulee fii­lis, että epi­de­mio­lo­gi­sis­sa mal­leis­sa on paras käy­tet­tä­vis­sä oleva tieto, joten niitä ei pidä ylen­kat­soa. Toi­saal­ta tun­tuu, ettei paras käy­tet­tä­vis­sä oleva tieto ole tois­tai­sek­si järin ek­sak­tia. Virus ja ih­mi­set ei kulje yhtä täs­mäl­li­ses­ti kuin pla­nee­tat ra­doil­laan.

Sel­kein tulos lie­nee, että kan­nat­taa sekä ra­joit­taa että tes­ta­ta ja jäl­jit­tää. Miten ja kuin­ka pal­jon riip­puu mo­nes­ta sel­lai­ses­ta sei­kas­ta, jois­ta malli ei tiedä mi­tään. Eikä mi­kään eikä ku­kaan muu­kaan. Myö­hem­min ol­laan vii­saam­pia. Jäl­keen­päin muis­tam­me vain ne väit­teem­me, jotka sat­tui­vat tuu­ril­la osu­maan oi­keaan.

Toi­mit­ta­jil­ta toi­voi­si klik­ki­ot­si­koi­den re­vit­te­lyn si­jaan yri­tys­tä ym­mär­tää on­gel­maa – ho­lis­ti­ses­ti – ja yri­tys­tä aut­taa ih­mi­siä ym­mär­tä­mään. Useim­mil­la toi­mit­ta­jis­ta tun­tuu ole­van syyt­tä­jän ja rikos­tut­ki­jan vais­to. Ra­sit­ta­vim­mat ovat 'nippelikyyliä' ja epä­on­nis­tu­nei­den sana­va­lin­to­jen met­säs­tä­jiä. Tar­peel­lis­ta sekin jos­kus, mutta vä­lil­lä olisi hyvä ko­keil­la jo­tain ra­ken­ta­vam­paa toi­min­ta­moo­dia. Osa toi­mit­ta­jis­ta sen­kin osaa.

Muu­ten­kin, kaik­ki jotka vaa­ti­vat saada kuul­la täs­mäl­li­sen stra­te­gian hal­li­tuk­sel­ta, voi­si­vat eh­do­tel­la kun­nol­la mie­tit­ty­jä toi­men­pi­tei­tä ja stra­te­gioi­ta.

(Muis­tu­tus to­del­li­suu­den moni­mut­kai­suu­des­ta: Seu­raa­va juttu tuos­sa ar­tik­ke­li­pan­kis­sa on: The socio-economic determinants of the coronavirus disease (COVID-19) pandemic) (en ehtinyt lukea)

EDIT (vart­ti jutun jul­kai­se­mi­sen jäl­keen ;-) Jutun kir­joi­tet­tua­ni luin he­sa­rin tiede­jutun tau­din le­viä­mi­ses­tä Siinä oli pikkuin erisuuntaisia, mutta järkevän kuuloisia näkemyksiä ja tulkintoja. Onnellisia kaiken varmaksi tietävät. En kuitenkaan toivo ketään sellaista tekemään tärkeitä päätöksiä.


Heikin pohteita > Ohjelmointia, matematiikkaa, fysiikkaa … > Simulaatioita > Muiden tekemiä esimerkkejä (edit: )

Mui­den te­ke­miä esi­merk­ke­jä

En ole ainoa, jonka mie­les­tä olisi syytä lä­hen­tää ma­te­ma­tii­kan, fy­sii­kan ja oh­jel­moin­nin ope­tus­ta. Oma har­ras­tuk­se­ni läh­tee puh­taas­ti siitä, mikä minua kiin­nos­taa ja se on toi­si­naan kau­ka­na ai­na­kin koulu­ope­tuk­sen rea­li­tee­teis­ta. Lai­tan tähän link­ke­jä sitä mukaa, kun tulee vas­taan mui­den har­ras­ta­jien si­vu­ja.

Tammi­kuu 2021

Kari Peisa, si­mu­laa­tioi­ta vpythonilla