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1、 Mann-Kendall突变检验法中杂点的去除以合肥降水突变为例张建军（安徽省气象科学研究所、安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室 合肥 230031）摘 要 本文以用Mann-Kendall法对合肥降水的突变检验为例，分析了如何去掉杂点、选择正确的突变点，从而得出最终的突变时间。希望能为用Mann-Kendall法检验气候序列突变时，出现类似情况的同志提供一些有益的提示和帮助。关键词 突变 杂点 去除 Mann-Kendall法是一种非参数统计检验方法，因其计算方便、检测范围广而被广泛使用。使用此方法对气候序列进行突变检验，有时会检测到很多的突变点，这些点是不是突变点，如是杂点如何去掉？如果
2、不去掉杂点有可能会影响最终的检验结论，甚至会得出错误的结论。本文选取合肥市19562005年逐年的年平均降水资料，使用Mann-Kendall法对合肥市年平均降水的突变特征进行检验，详细说明去除杂点的过程。1 合肥降水突变点的初步检测 用Mann-Kendall法对合肥市19562005年逐年的年平均降水进行突变检验（取0.05的显著性水平），绘制UFk、UBk曲线（图1）。从图1可看出19671969年是突变的时间区域，UFk、UBk两条曲线的交点都在临界线之间，分别是：1956、1959、1961、1962、1963、1971、1973、1976、1978、1980、1981、1982、1
3、984、1987、1988、1989、2003。根据魏凤英1对Mann-Kendall法的分析说明，超过临界线的范围确定为出现突变的时间区域，如果UFk、UBk两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，那么交点对应的时刻便是突变开始的时间，据此19671969是发生突变的区域，所有的交点都是突变开始的时间，但是如此频繁的突变点显然是不正常的，需要去除其中的杂点。2 杂点的去除2.1 检查程序是否正确 首先应该认真检查编写的程序，检查对计算公式的编写是否正确，如果编写的程序出现了错误，后面对突变时间的分析便无从谈起。在魏凤英编著的现代气候统计诊断预测技术一书中有关于用Mann-Kendall法检测1
4、9001990年上海年平均气温序列突变的例子，用先前编写好的程序对上海年平均气温序列进行突变检验，绘制UFk、UBk曲线、确定突变点，经与书上的结果比对，结论完全一致，说明编写的程序是正确的，因此可以排除因程序错误而导致无法检测到真正的突变点。2.2 改变时间序列长度，反复检验 改变合肥市逐年的年平均降水序列的长度，选取19562000年、19602005年、19662000年、19662005年，分别用Mann-Kendall法进行突变检验。当改变时间尺度后，发生突变的时间应该均能检测到。图2是19562000年、19602005年、19662000年、19662005年突变判别曲线图。从图
5、中可以看出，当改变时间尺度后，均检测到在19671968年附近发生了突变，但是在19562005年的逐年年平均降水突变检验中没有检测到。2.3 用其它突变检验方法进行验证 为了对用Mann-Kendall法检测到的突变点进行验证，笔者又选用了两种突变检验方法：滑动t-检验法和Yamamoto法。图3是用这两种突变检验方法做出的突变判别曲线图（取0.05的显著性水平），检验中两子序列的长度均是5年，从检验结果中可发现19562005年合肥市年平均降水在1968年附近发生了突变，这与前面Mann-Kendall法检测到的19671968年附近发生突变的结果基本吻合。2.4 查阅相关文献，进一步验证
6、 通过前面的分析，基本上可以判断合肥市的年平均降水在1968年附近发生了突变，笔者查阅了与合肥降水突变检验相关的文献，进一步验证得出的结论。田红2通过对包括合肥在内的江淮流域分布均匀的20个代表站19532002年降水资料的分析，得出近50年来江淮流域的年平均降水量在1968年附近发生了突变，笔者用Mann-Kendall法以及滑动t-检验法、Yamamoto法比较分析后得出的结论与田红的一致，因此可判定19562005年间合肥市的年平均降水量在1968年附近发生了突变。3 结语 通过以上对Mann-Kendall法检测到的突变点的验证，可以发现用Mann-Kendall法对合肥19562005年逐年年平均降水量突变特征的检验效果不是很好，检测到了很多杂点，因此在类似的检验中不能简单的把UFk、UBk曲线的交点当作是突变点，应当用其它的突变检验方法进行验证，否则将会得出错误的结论。参考文献1 魏凤英现代气候统计诊断预测技术北京：气象出版社，19992 田红，李春，张士洋近50年我国江淮流域气候变化中国海洋大学学报，2005，35（4）：539-544
