多种变异点诊断方法在黄河流域干旱监测中的应用
2021-01-12郭经典宗东辉田青青
科技创新与应用 2021年3期
郭经典,宗东辉,田青青
(广东中灏勘察设计咨询有限公司郑州分公司,河南 郑州 450046)
干旱灾害是发生频率最高、造成生态损失和社会经济最严重的自然灾害之一,对干旱变异点进行有效地识别具有十分重要的现实意义[1-2]。水文气象序列多个突变点检验的理论和方法一直是困扰气象和水文学家的难题之一,应当对目前普遍采用的研究方法进行综合比较,探讨造成计算结果出现差异的成因,归纳、总结和补充理论与方法,为今后水文气象序列变异的方法创新及合理正确的应用研究提供参考与依据。本文通过采用5种不同的突变检测方法,以标准化降水蒸散指数SPEI作为干旱指标,对1961~2015年黄河流域干旱的突变年份进行研究,进而揭示黄河流域干旱的变化特征和变异规律。
1 研究方法
1.1 Mann-Kendall非参数秩次相关检验法
曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验法是一种非参数统计检验方法,其优点是不需要样本遵从任一分布,也不受少数异常值的干扰,可以明确突变起始时刻并指出突变区域,因此成为一种广泛使用的突变检验法,其具体计算步骤参照文献[3]。
1.2 滑动T检验法
滑动T检验是通过考察两组样本平均值是否显著来检验突变,其基本思路是把时间序列中两段序列的均值有无显著差异当成来自两个总体均值有无显著差异的问题来进行,进而确定突变点,其具体计算步骤参照文献[4]。
1.3 有序聚类分析法
有序聚类分析法是一种推求时间序列可能突变点的有效方法,该方法实际上是推求最优的分割点,使得同类之间的离差平方和最小,而类与类之间的离差平方和相对较大。……
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