Ta i bruk regresjonsmodellar i biologi

Biologar bruker regresjonsmodellar for å fange opp status og utvikling i naturen. Ein kan til dømes studere korleis talet på dyr i ein bestand utviklar seg over eit bestemt tal år, korleis pH-verdien i havet endrar seg, eller kor mykje kvikksølv vi finn i vevsprøver frå ein sjøfuglpopulasjon over tid.

Mange biologar studerer effektar av klimaendringar. Då er det viktig å modellere CO₂-utslepp for å kunne seie noko konkret om samanhengar mellom klima og natur.

Innhenting av data i felt

For å kunne lage regresjonsmodellar må vi ha seriar med målingar, som vi gjerne kallar dataseriar. Mange biologar er derfor ute i felt og gjer målingar av bestemte variablar. Dersom målingane går over fleire år, kan det vere fleire som samarbeider om å innhente dei.

I nokre forskingsprosjekt er det store team som samarbeider på tvers av fagdisiplinar. Då er det spesielt viktig at ein standardiserer målingane, slik at ein er sikker på at alle utfører målingane mest mogleg likt.

Bruk av eksisterande data

Ein kan òg bruke data som allereie er innhenta av andre. Meteorologisk institutt og Statistisk sentralbyrå (SSB) er døme på offentlege etatar som har dataseriar med standardiserte målingar. Desse dataseriane er tilgjengelege for både forskarar og privatpersonar – også for deg!

Tabellen nedanfor viser utslepp av karbondioksid (CO₂) til luft frå vegtrafikk i Noreg i utvalde år mellom 1990 og 2018. Tala er henta frå statistikkbanken hos Statistisk sentralbyrå.

Bruk tabellen som utgangspunkt for å lage ein regresjonsmodell

1. Bruk nokre minutt på å studere tabellen før du går i gang med digitale hjelpemiddel.

   1. Korleis vil du med eigne ord beskrive utviklinga av CO₂-utslepp frå vegtrafikk til luft?

   2. Kva år hadde lågast CO₂-utslepp? Kva år hadde høgast CO₂-utslepp?

   3. Kva faktorar kan vere årsaker til utviklinga du ser? Prøv å kome fram til fleire årsaker, og diskuter med ein medelev. Har de tenkt på dei same årsakene, eller kan de utfylle kvarandre sine tankar om årsaker?

2. Teikn ei enkel skisse av ein graf som viser utviklinga over tid. Lat x-aksen vere ei tidslinje med år og y-aksen vere utslepp av CO₂ til luft frå vegtrafikk.

3. Rekn ut den gjennomsnittlege endringa i CO₂-utslepp frå vegtrafikk

   1. gjennom heile perioden frå 1990 til 2018

   2. frå 1990 til 2014

   3. frå 2014 til 2018

   Kommenter svara dine.

   Tips: Du kan finne ut korleis du kan bruke eittpunktsformelen til å rekne ut stigningstalet mellom punkta, i artikkelen Å finne likninga til ei rett linje.

4. Utfør regresjonsanalyse i GeoGebra, og vel følgande:

   • lineær modell

   • eksponentiell modell

   • polynommodell av andre grad

   • polynommodell av tredje grad

5. Diskuter med ein medelev, og grunngi svara dykkar:

   1. Kva modell passar best til punkta?

   2. Kva modell passar dårlegast til punkta?

6. Kva kan de seie om gyldigheitsområdet for modellen dykkar?

7. Interpolasjon og ekstrapolasjon i modellen: Vel éin av modellane du laga i GeoGebra.

   1. Bruk modellen til å berekne CO₂-utslepp i 2017.

   2. Bruk modellen til å berekne CO₂-utslepp i 2027.

8. Regresjonsmodellar blir ofte brukte til å lage prognosar for framtidig utvikling. Bruk modellen du har valt, til å lage ein prognose for utslepp i år 2030 og 2050. Kva fortel desse tala deg?

9. Korleis vil du vurdere gyldigheita til modellen du har brukt, og dei utførte berekningane for 2017 og 2027?

10. Lag ei liste over tiltak ein kunne setje i verk for å forbetre modellen dersom dette var eit reelt forskingsprosjekt.