Satunnaisvaihtelun

Satunnaisvaihtelu kuvaa vaihtelua, joka syntyy sattumanvaraisesti eri mittauksissa ja prosesseissa ilman, että vaihtelua voisi ennustaa tai selittää yhdellä syyllä. Se on osa totuttua, luonnollista vaihtelua ja eroaa systemaattisesta virheestä, joka on suunnattua tai vääristymästä johtuvaa.

Satunnaisvaihtelun lähteet voivat olla biologisia eroja yksilöissä, mittausmenetelmien tarkkuuden eroavaisuuksia, ympäristön hetkellisiä muutoksia, näytteenottoon liittyvää vaihtelua tai prosessin sisäistä epävarmuutta. Se voi ilmetä sekä pienessä mittakaavassa että suurissa populaatio- tai tuotantoprosesseissa.

Tilastollisessa mielessä satunnaisvaihtelu mallinnetaan todennäköisyyksien ja jakaumien kautta. Tärkeimmät mittarit ovat keskiarvo ja hajonta sekä näiden johdannaiset, kuten varianssi. Usein oletetaan suurissa otoksissa tulosten noudattaa normaalijakaumaa keskitetyn rajoittuvuuden vuoksi (keskiluonteinen lause). Monien menetelmien, kuten ANOVA:n, tarkoituksena on erottaa vaihtelun eri lähteet ja arvioida, kuinka paljon jokainen vaikuttaa lopulliseen havaintoon.

Käytännössä satunnaisvaihtelun huomioiminen näkyy suunnittelussa: satunnaistaminen, toistot ja kontrolliryhmät auttavat erottamaan todelliset vaikutukset satunnaisesta vaihtelusta. Tulosten luottamusvälejä ja tilastollisia testejä tulkitaan osana sitä, kuinka suurta osaa vaihtelusta voidaan pitää sattumana, ja kuinka paljon havaittu efekti on tilastollisesti merkittävä.