【第59回 気象予報士試験 専門知識】問14 予報精度の評価をわかりやすく解説

こんにちは！今回は第59回気象予報士試験 専門知識 問14を解説します！

この問題は、降水の有無の予報について、適中率・スレットスコア・ブライアスコアを計算して評価する問題です。

計算問題ですが、落ち着いて表を整理すれば難しくありません。

この問題で重要なポイント

  • 適中率は「当たった回数 ÷ 全予報回数」
  • スレットスコアは「降水ありを当てた回数 ÷ 降水ありに関係する回数」
  • スレットスコアでは「降水なしを当てた回数」は分母に入れない
  • ブライアスコアは確率予報の誤差の2乗平均
  • ブライアスコアは値が小さいほど精度が高い
  • 降水ありは1、降水なしは0として計算する

■ 問題文

表はある期間の予報区A、Bにおける、1mm以上の降水の有無の予報、降水の確率予報および実況を示したものである。 これらの予報の評価について述べた次の文(a)〜(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。

ただし、実況は、降水あり（●）は予報区内のすべての地点で降水があったものとし、降水なし（○）は予報区内のすべての地点で降水がなかったものとする。

(a) この期間の降水の有無の適中率は、予報区Bの方が予報区Aより高い。

(b) この期間の降水ありの予報のスレットスコアは、予報区Aと予報区Bで同じである。

(c) この期間の降水確率予報をブライアスコアを使って評価すると、予報区Bの方が予報区Aより予報精度が高い。

図
選択肢(a)(b)(c)
①正正正
②正正誤
③正誤誤
④誤正誤
⑤誤誤正

■ 解答

②

(a) 正
(b) 正
(c) 誤

■ 解き方の方針

この問題は、評価指標ごとに分けて考えます。

適中率
↓
降水あり・なしを含めて
全部で何回当たったか

スレットスコア
↓
降水ありに注目
↓
空振り・見逃しも含めて評価

ブライアスコア
↓
確率予報と実況の差
↓
2乗して平均

特にブライアスコアは、値が小さいほど良いことに注意しましょう。

■ (a) 適中率の比較

(a)は正しいです。

適中率は、降水あり・降水なしを問わず、予報が実況と一致した回数を全回数で割ったものです。

適中率
＝
当たった回数 ÷ 全予報回数

予報区Aでは、7日間のうち当たったのは4回です。

したがって、予報区Aの適中率は4/7です。

予報区Bでは、7日間のうち当たったのは5回です。

したがって、予報区Bの適中率は5/7です。

予報区A：4/7
予報区B：5/7
↓
Bの方が高い

したがって(a)は正しいです。

■ (b) スレットスコアの比較

(b)は正しいです。

スレットスコアは、降水ありの予報がどれだけ当たったかを評価する指標です。

ここで注意したいのは、降水なしを当てた回数は分母に入れないことです。

スレットスコア
＝
降水ありを当てた回数
÷
降水ありに関係する回数

降水ありに関係する回数とは、

降水ありを当てた回数
＋
降水ありを予報したが降らなかった回数
＋
降水なしと予報したが降った回数

です。

予報区Aでは、スレットスコアは3/6 = 1/2です。

予報区Bでは、スレットスコアは2/4 = 1/2です。

予報区A：1/2
予報区B：1/2
↓
同じ

したがって(b)は正しいです。

■ (c) ブライアスコアの比較

(c)は誤りです。

ブライアスコアは、確率予報の評価に使う指標です。

降水ありを1、降水なしを0として、予報確率との差を2乗し、その平均を求めます。

ブライアスコア
＝
予報確率と実況の差の2乗平均

ここで重要なのは、ブライアスコアは小さいほど精度が高いということです。

計算すると、予報区Aも予報区Bもブライアスコアは同じになります。

予報区Aでは、誤差の2乗の合計は1.5です。

予報区Bでも、誤差の2乗の合計は1.5です。

どちらも7日間なので、

1.5 ÷ 7
＝
約0.21

となり、両者は同じです。

したがって、「予報区Bの方が予報区Aより予報精度が高い」とする(c)は誤りです。

■ 選択肢確認表

項目判定理由
(a) 正 適中率は予報区Aが4/7、予報区Bが5/7で、Bの方が高いため。
(b) 正 スレットスコアは予報区A、Bともに1/2で同じため。
(c) 誤 ブライアスコアは予報区A、Bともに約0.21で同じため。

以上より、正しい組み合わせは②です。

■ 受験生がつまずくポイント

1. 適中率とスレットスコアを混同する

適中率は、降水あり・降水なしの両方を含めた全体の的中率です。 一方、スレットスコアは降水ありに注目します。

2. スレットスコアの分母に「降水なしを当てた回数」を入れてしまう

スレットスコアでは、降水なしを正しく予報した回数は分母に入れません。 ここを入れると値が変わってしまいます。

3. ブライアスコアは大きいほど良いと思ってしまう

ブライアスコアは誤差の2乗平均です。 つまり、小さいほど精度が高い指標です。

4. 50％予報の扱いで迷う

50％は0.5として計算します。 実況が降水ありなら差は0.5、実況が降水なしでも差は0.5なので、2乗するとどちらも0.25です。

5. 途中計算をせず印象で判断してしまう

表を見ると予報区Bの方がよさそうに見えますが、ブライアスコアではAとBは同じです。 評価指標ごとに必ず計算しましょう。

■ まとめ

  • 適中率は、予報区Aが4/7、予報区Bが5/7
  • したがって適中率は予報区Bの方が高い
  • スレットスコアは、予報区A、Bともに1/2
  • ブライアスコアは、予報区A、Bともに約0.21
  • したがって(c)は誤り

正解は②

(a) 正
(b) 正
(c) 誤

この問題で必ず押さえたいこと

適中率
↓
全部の予報のうち
何回当たったか

スレットスコア
↓
降水ありに注目
↓
降水なし的中は除外

ブライアスコア
↓
確率予報の誤差の2乗平均
↓
小さいほど良い

今回
↓
適中率はBが高い
スレットスコアは同じ
ブライアスコアも同じ

※ 本記事では、一般財団法人 気象業務支援センターより利用許諾を受けて、気象予報士試験問題を掲載しています。
問題文の著作権は一般財団法人 気象業務支援センターに帰属します。

以上、第59回 専門知識 問14の解説でした！

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