热带风暴图引发彩虹配色争议 | 数据新闻精选

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超级飓风和台风过去来数周接连袭击美国和中国东南沿海,气象图频频进入公众视野,也引起数据可视化专家的兴趣。本周数据新闻精选撷取两个案例,分别关注飓风预报图的色彩和形状,探讨如何通过改进视图设计以达致最佳传播效果。


备受争议的彩虹配色方案

飓风哈维在8月底横扫美国西南部州份,强度超过了1961年以来袭击美国的所有热带风暴,美国家气象局为此在预测相应降雨量的时候新增紫色,以标注更强的降雨水平。

调整前的降雨量预报图

 

将深红色区域转为紫色后的预报图

 

然而这项“便民措施”却遭到了数据专家们的普遍反对,焦点不在于紫色本身合适与否,而在于气象部门是否还应继续发展“彩虹色”方案。

其实关于彩虹配色的争议在科学界由来已久,问题的核心是此做法能否向受众传达清晰的信息。

从19世纪开始,科学家们就将五彩斑斓的颜色应用于气象图,比如这幅由美国地理学家绘制于1823年的图。

 

限于技术水平和数据精度,当时的图以大面积色块为主,用鲜艳的不同色彩有利于区分各板块。

20世纪40年代后,随着雷达、计算机等新技术的出现,彩虹色的应用更加广泛,而同期电视的普及也让大众普遍习惯于这种视觉表达方式。2009年的一项研究显示,公众普遍认为彩虹配色比单一色系的配色方案看上去更科学且真实。

然而,专家们逐渐认识到五彩斑斓的配色并不适合严谨的科学表达,甚至具有迷惑性和误导性。

以彩虹光谱渐进变化为准则的配色方案看上去很“科学”,却在近年招致越多越多科学家的反对

 

一些科学家近年来在网上发起“结束彩虹”运动,而重量级科学杂志《自然》更是在最新指南中明确要求论文作者勿用彩虹颜色。

专家们对彩虹色的反感是有科学依据的。人类对色彩的感知除了区分颜色种类的色相,还包括色调(冷暖程度)和色阶(明暗程度)。

有的颜色在我们眼里显得更加明亮跳跃,比如明黄色,用该颜色填充的区域看上去似乎更重要,而实际上可能只是按照彩虹七色光谱渐进变化的结果而已,并不包含重要性信息。另外,有些颜色之间的过渡会显示出极大的对比度,比如红色和绿色。

因此,人们的视觉系统会引起对彩虹配色所包含信息的误读,轻则感到困惑,重则导致误会。

彩虹色更让色盲人士无所适从—每12名男性或每200名女性就有一名是色盲。

这就是为什么近年来科学家和制图师都反对使用彩虹色来表示科学数据。同样是飓风哈维带来的降雨量的数据,《纽约时报》就选择了以不同梯度的蓝色来表达,比美国国家气象局的彩虹图显得更加干净,清晰。

 

也许有人觉得图表配色方案只是科学界的内部争论,与大众无关。但事实上,气候变化甚至灾害天气的预报在当今世界各国都具有政治性,容易令人误会的图标配色可能会令当政者作出错误决策,也有可能直接导致公众不必要的恐慌。所以这是一个需要全社会都严肃对待的问题。

 

不确定性的路径预测

热带风暴的移动路径具有相当的不确定性,预测的时间越长,其可能存在的范围越大,气象台的预报图往往就成为一个圆锥状,比如《华盛顿邮报》下面这幅飓风哈维路径预测图:

这是美国国家气象局通常使用的版本:

 

但这种圆锥图事实上有一定的误导性。一方面,历史研究数据表明,大概只有三分之二的热带风暴会真正出现在圆锥型的预测范围内,通过计算机模拟出来的预测数据本身不是百分之百准确;另一方面,一般公众极有可能会将其误作对于热带风暴面积的预测。

数据可视化专家Alberto Cairo及一众同行今年年初曾经制作了一个模拟的预报图,来解释可能出现的误读情况。

这是模拟预报图的样子:

 

圆锥图是这样绘制出来的:

 

而公众以为热带风暴是这样变化的:

 

但非专业人士未必知道热带风暴仍有三分之一的可能性出现在预测范围之外:

 

其实我们也可以用这种来表示预测结果,减少误会:

 

而综合以上方案,更全面的预测结果可以是这样的:

 

当然,要求权威机构重新设计一套更清晰的视图标准并不容易,因为还涉及到数据格式、时间紧迫性、资源预算、对不同群体的可读性等方方面面因素。

编译/周穗斌

翻译/Ivan Zhai

 

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