Umbra iminentă a trecutului: Prejudecata supraviețuirii în știința climei

În timpul celui de-al doilea război mondial, când bombardierele americane se întorceau din misiunile de luptă împotriva Germaniei și Japoniei, multe erau pline de găuri de gloanțe. Pierderile de avioane și echipaje ajunseră la o rată alarmantă. Analiștii militari au marcat pozițiile găurilor și daunele produse și au remarcat că acestea nu erau distribuite în mod uniform pe toate avioanele: erau mai multe găuri de gloanțe în fuzelaj și coadă, dar nu la fel de multe în zona motoarelor sau a carlingii (Fig. 1).

Sursa)

Plecând de la aceste constatări, analiștii din cadrul Marinei și Aviației Militare au ajuns la concluzia că adăugarea de blindaj în zonele marcate cu chenar roșu (coadă, fuzelaj și aripi) ar îmbunătăți șansele de supraviețuire ale echipajelor și bombardierelor. Dar avioanele trebuie să mențină un echilibru între masa aparatelor, echipajelor, muniției, și carburanților. Iar adăugarea blindajelor ar fi îngreunat aparatele care, devenind mai lente, ar fi constituit o țintă mai ușoară pentru forțele inamice și ar fi avut și probleme la decolare.

Care era procedura cea mai bună de blindare? Soluția, neașteptată, a venit din partea unui matematician, evreu maghiar, care activa în cadrul așa-numitului Statistical Research Group (SRG) de la Universitatea Columbia. Născut în 1902 în Kolozsvár (astăzi Cluj Napoca), Abraham Wald a făcut studii în orașul natal, pe care le-a continuat cu succes la Viena, unde a obținut și un doctorat în matematică. Invadarea Austriei și persecutarea evreilor au forțat pe Wald și familia lui să se refugieze în Statele Unite, unde a fost angajat profesor de statistică la Universitatea Columbia.

Când i-au fost prezentate datele despre daunele suferite de bombardierele americane care s-au întors din misiunile lor și propunerile militarilor de a consolida prin blindaje părțile cele mai vulnerabile (zonele cu cadran roșu din Fig. 1), Abraham Wald a avut revelația unei greșeli tragice, care ar fi provocat și mai multe pierderi umane și materiale.

Prin reprezentarea grafică numai a datelor obținute de pe avioanele care s-au întors, analiștii militari omiteau sistematic datele privind un subset critic și informativ: avioanele care au fost lovite și nu s-au mai întors. Revelația lui Wald a fost simplă, dar genială: Avioanele care s-au întors suferiseră avarii care le-au permis să supraviețuiască focului inamic. Avioanele care nu s-au mai întors suferiseră daune de pe urma cărora nu au mai supraviețuit. Concluzia lui Wald, bazată pe o logică profundă, a fost neașteptată: Blindajele trebuie adăugate în părțile nevătămate ale avioanelor care supraviețuiseră (Fig. 2). Pe baza concluziei sale, armata americană a consolidat motoarele și alte părți vulnerabile, crescând semnificativ siguranța echipajelor în timpul luptelor și salvând astfel numeroase vieți.

Sursa)

Munca de pionierat a lui Abraham Wald a scos la iveală o eroare cognitivă, cunoscută astăzi sub numele de „prejudecata supraviețuirii” (survivorship bias). Această prejudecată apare atunci când ne concentrăm sistematic asupra experiențelor supraviețuitorilor (succese), în timp ce ignorăm victimele (eșecurile celor care nu au supraviețuit). Această prejudecată, înrădăcinată într-o altă prejudecată, cea a selecției, ne poate conduce la convingeri excesiv de optimiste și eronate, deoarece probabilitățile reale de succes sunt artificial crescute prin obliterarea, conștientă sau nu, a ratei eșecurilor.

Exemplele curente în care se manifestă prejudecata supraviețuirii sunt diverse și relativ bine (re)cunoscute: afaceri, finanțe, economie, istorie, arhitectură, construcții, cercetări medicale, strategii culturale etc. Mai puțin cunoscute/discutate sunt prezențele acestei erori logice in știința climei și studiile aferente pe care le produce.

*

Știința climei este un domeniu care se confruntă cu sarcina imensă de a înțelege dinamica complexă a mediului în continuă schimbare al planetei noastre. În centrul acestui efort se află analiza datelor climatice din trecut, care sunt absolut necesare pentru validarea prezentelor modele climatice. Cu toată importanța lor deosebită, aceste date pot fi susceptibile la o capcană critică – prejudecata supraviețuirii.

Capcana apare atunci când presupunem în mod eronat că un subgrup de succes reprezintă întreaga populație, deoarece observăm doar „supraviețuitorii” și neglijăm restul. În studiile climatice, acest lucru se traduce prin concentrarea exclusiv pe evenimentele climatice din trecut care au permis anumitor ecosisteme sau specii să persiste. Datele „nevăzute” – cele care reprezintă ecosistemele sau speciile care au dispărut în urma schimbărilor climatice din trecut – se pierd în arhivele trecutului. Această perspectivă distorsionată poate duce la subestimarea severității schimbărilor climatice viitoare.

De exemplu, studierea perioadelor glaciare din trecut ar putea dezvălui că anumite specii s-au adaptat și au prosperat în climatele mai reci. Dar această poveste de succes trece cu vederea nenumăratele specii care nu s-au putut adapta și au dispărut. O viziune selectivă ne-ar putea face să credem că speciile viitoare vor prezenta o rezistență similară, ceea ce ar putea minimiza riscurile de dispariție pe care le prezintă schimbările climatice rapide. Modelul de mai sus se poate aplica și la studiul perioadelor interglaciare, precum cea în care trăim acum, și care ar putea arunca o lumină mai clară asupra șanselor de supraviețuire în condițiile unui climat mai cald.

Registrul paleontologic, o comoară de rămășițe fosilizate, poate răspunde acestei provocări. Fosilele reprezintă doar o mică parte din organismele care au trăit cândva. Marea majoritate – cele care nu au avut caracteristicile necesare pentru fosilizare – sunt pur și simplu absente din arhivă. A ne baza doar pe această imagine incompletă ar putea duce la subestimarea impactului real al evenimentelor climatice din trecut asupra biodiversității.

O manifestare obișnuită a prejudecății supraviețuirii în studiile climatice apare în analiza datelor de temperatură. De exemplu, înregistrările istorice ale temperaturii se concentrează adesea pe datele provenite de la stațiile meteorologice care au fost operaționale pentru perioade lungi de timp. Aceste stații sunt situate de obicei în zone populate și este mai probabil să aibă o colectare de date constantă și neîntreruptă în timp. Cu toate acestea, luând în considerare doar datele de la aceste stații, cercetătorii pot trece cu vederea tendințele temperaturii din regiunile îndepărtate sau mai puțin populate, ceea ce duce la o înțelegere incompletă a modelelor de temperatură la nivel global.[1] De asemenea, operațiunile de ajustare (omogenizare) a datelor de temperatură post-măsurare creează oportunități pentru modificarea temperaturilor maxime și minime locale în funcție de calitatea stației meteo. Detalii despre această eroare logică pot fi citite în articolul meu din 2019 Când vremea devine climă…

În plus, prejudecata supraviețuirii poate avea un impact asupra studiilor care examinează influențele schimbării climei asupra populațiilor de specii. De exemplu, cercetătorii pot studia distribuția și abundența speciilor în zone care au fost relativ stabile sau rezistente la schimbările de mediu. Cu toate acestea, prin excluderea populațiilor care au dispărut deja sau au fost grav afectate de schimbarea climei, aceste studii pot subestima adevărata amploare a pierderii de specii și a declinului biodiversității.

Pe un alt palier, prejudecata supraviețuirii poate influența eforturile de modelare climatică prin distorsionarea selecției datelor de intrare. Modelele climatice se bazează pe date istorice pentru a simula scenariile climatice viitoare, dar dacă sunt incluse doar date din anumite perioade de timp sau regiuni, este posibil ca modelele rezultate să nu reprezinte cu acuratețe condițiile climatice viitoare. Acest lucru poate duce la previziuni eronate ale tendințelor climatice viitoare și poate împiedica eforturile de elaborare a unor strategii eficiente de atenuare și adaptare.

Un exemplu proeminent de prejudecată a supraviețuirii în studiile climatice se referă la evaluarea rezistenței ecosistemelor. Studiile care se concentrează pe ecosistemele care au rezistat la evenimente meteorologice extreme sau la schimbări climatice treptate pot oferi o imagine înșelătoare a robusteții ecologice globale. Nu sunt luate în considerare ecosistemele care au cedat în fața presiunilor exercitate de schimbările climei, ceea ce duce la o evaluare prea optimistă a capacității de adaptare a naturii. Această prejudecată poate împiedica eforturile eficiente de conservare și poate ghida greșit deciziile politice privind protecția mediului.

În mod similar, studiile care analizează impactul schimbărilor climei asupra distribuției și abundenței speciilor pot deveni victime ale tendinței de supraviețuire. Concentrându-se pe speciile care au supraviețuit în ciuda condițiilor climatice în schimbare, cercetătorii riscă să treacă cu vederea dispariția sau migrația speciilor vulnerabile în alte habitate. Acest lucru poate duce la o subestimare a pierderii biodiversității și la o înțelegere distorsionată a adevăratei dimensiuni a impactului schimbărilor climatice asupra lumii naturale.

De asemenea, prejudecata supraviețuirii poate influența studiile care investighează consecințele economice și sociale ale schimbării climei. Concentrarea asupra comunităților care s-au adaptat aparent la provocările legate de climă, cum ar fi creșterea nivelului mării sau fenomenele meteorologice extreme, fără a lua în considerare pe cei care au fost strămutați sau au suferit dificultăți economice, poate duce la o evaluare inexactă a costurilor societale ale schimbării climei.

Un exemplu foarte recent de manifestare și rezolvare a prejudecății supraviețuirii a fost prezentat în studiul Implications for ozone control by understanding the survivor bias in observed ozone-volatile organic compounds system, Nature, 2022. Grupul internațional de autorii au fost interesați de contribuțiile compușilor organici volatili asupra formării ozonului O₃, un gaz care afectează clima Pământului și sănătatea oamenilor. –citeste continuarea articolului pe Contributors.ro