不同突变检验方法在萧濉新河流域径流序列中的研究

径流序列的突变性研究对于探讨气候变化与人类活动下的水文循环的演变规律具有重要的意义。本文以安徽省萧濉新河流域1973~2022年径流量为例,采用T方法、有序聚类法、滑动t检验、Mann-Kendall检验法、Yamamoto法、Pettitt法等6种方法对比分析水文序列突变特性,结果表明:1973~2022年流域年径流序列的突变点为1987年、1995年、2010年,T方法、有序聚类法、滑动t检验、Mann-Kendall检验法、Pettitt法结论基本一致,其中Mann-Kendall检验法检测突变点最精确,包括了其他检验方法的所有结果,此方法也反映出径流序列的趋势性。

1960-2015年唐秦地区降雨及侵蚀性降雨变化趋势及突变分析

降雨是水力侵蚀的主因,降雨的地理分异规律是各地水力侵蚀特性差异的主因,因此研究降雨时间变化特征对区域水土保持工作具有重要意义。应用变化趋势和突变分析方法(Mann-Kendall检验)对唐秦地区1960—2015年降雨及侵蚀性降雨变化趋势及突变进行分析。结果表明:1)唐秦地区多年平均降雨量639.19 mm,呈波动下降趋势,平均每年减少1.46 mm;多年平均侵蚀性降雨量为443.78 mm,呈波动下降趋势,平均每年减少1.58 mm。2)季降雨特点为夏季降雨最多,平均降雨量466.15 mm,占全年降雨的72%,春秋2季次之,冬季最少;夏季降雨呈波动下降走势,气候倾向率为-3.0011/a,春、秋和冬季降雨呈波动上升走势,气候倾向率分别为0.5083/a、0.4586/a和0.2075/a。3)夏季侵蚀性降雨呈波动下降走势,气候倾向率为-2.2275/a,春季和秋季侵蚀性降雨量呈波动上升趋势,气候倾向率分别为0.1946/a和0.5361/a。4)年降雨突变发生在1996和2011年,年侵蚀性降雨量突变发生在2012年;季节变化上,春季降雨及侵蚀性降雨分别在1965和2013年发生突变,夏季降雨及侵蚀性降雨突变年份在1989和2012年,秋季降雨突变点为2003年,侵蚀性降雨突变年份为2006年,冬季突变年份在1984年。唐秦地区地形复杂,降雨变化规律多变,夏季降雨量多且侵蚀性降雨量大,需加强水土流失防治工作,同时该规律可为唐秦地区水土保持监测工作提供依据。

Matlab在气象专业教学中的应用——气象要素的M-K检验突变分析

Mann-Kendall检验法(M-K法)是用于提取序列变化趋势的有效工具,也是“应用气候学实习”课程中重要的授课内容。由于M-K检验法计算过程较为繁琐,本文介绍了应用Matlab软件实现M-K法中统计量的自动计算,并基于Matlab-GUI实现了界面操作和自动制图,提高了处理数据和教学的效率。M-K法突变检验计算的难点在于秩序列s k的计算,可以通过双重for循环来实现,图片保存的位置、格式和名称可以通过对话框自主选择,图片可以保存为:.jpg、.bmp、.png、.gif等格式。

基于样本熵的降雨和径流时间序列突变检验

传统的突变检验方法 Mann-Kendall法主要基于线性和概率统计理论,对于高度复杂和非线性的水文时间序列检测能力不足。采用基于非线性动力学参数的样本熵方法,结合滑动技术和滑动移除技术,利用湘江流域1961~2009年多个气象站点日降雨资料和控制站湘潭站日径流资料,对降雨和径流时间序列进行突变检验。结果表明：日尺度降雨和径流时间序列样本熵值最小,复杂度最低,可预测性最高;径流分别在1966年、1983年、1992年以及2002年发生突变,降雨在1966年、1987年以及2002年发生突变;滑动样本熵与滑动移除样本熵相结合不仅能有效地识别突变,更能发现突变前后时间序列的动力学变化特征。

径流序列突变检验与环境流量组成——以淮河干流王家坝为例

环境流量作为维持河流生态系统健康运行的一种重要因素,在水资源管理与优化配置中起到越来越重要的作用。为分析淮河干流王家坝径流序列变异情况,并进行环境流量组分分析,进而为水资源优化配置提供参考,采用Mann-Kendall法与Pettitt法对流量序列进行了突变检验;并应用水文分析技术(IHA)与变化范围法(RVA)进行了环境流量成分与水文生态特征分析;以淮河流域干流王家坝站为实例进行了应用研究。结果表明:径流序列在1984年发生突变,突变后流量年平均值有所增加,低流量和高脉冲环境流量成分占比较大,各水文指标均表现为低或中度改变。综上,突变后王家坝生态特征在向好的方向发展,但仍然需要结合生态调度与合理水资源优化配置,进一步改善与维护河流生态系统健康。

2005年汇改后人民币汇率多次结构突变检验分析——基于循序检验方法

采用最新的多次结构突变循序检验方法,对2005年7月21日汇改后人民币汇率时间序列趋势项是否具有多次结构突变进行研究,并在多次结构突变检验结果的基础上对消除趋势后的人民币汇率数据进行分析,结果发现:人民币汇率时间序列是围绕着4个结构断点的分段趋势平稳的;人民币汇率服从分段趋势平稳的结论对汇率政策有效性、汇率与其他经济总量关系研究及汇率预测具有重要意义。

基于尖点突变理论及Spearman秩次检验的基坑稳定性分析

基坑的稳定性评价及预测分析,能及时反馈基坑的变形动态,对基坑工程的安全评价具有至关重要的作用。利用尖点突变理论及Spearman秩次检验对基坑的稳定性进行分析,并利用AR(1)模型剔除基坑原始变形序列的相关性,以探讨数据相关性对基坑稳定性分析结果的影响;随后,再利用灰色模型对基坑的变形进行预测,以分析基坑变形的发展趋势,验证稳定性分析的准确性。经实例检验,结果表明:尖点突变分析与Spearman秩次检验的稳定性分析结果一致,均得出基坑变形将趋于稳定,且剔除基坑变形序列的相关性将使稳定性分析结果趋于保守和安全;同时,灰色模型外推4个周期的变形均呈减弱趋势,与稳定性分析结果相符。通过上述3种分析方法能从不同方面对基坑的稳定性进行评价及预测分析,具有较好的一致性,为类似工程实践提供了一定的参考依据。

结构突变对KPSS检验水平与检验功效的影响——基于有限样本情形的模拟及实证研究

本文从理论模拟和实证分析两个角度研究了以平稳过程为原假设的KPSS检验在存在结构突变的情形下该检验的有限样本性质,包括实际检验水平和检验功效的分析。结果表明当忽略数据生成过程中的结构突变时,KPSS检验的实际检验水平会发生严重扭曲,从而出现"Perron现象"。本研究针对的是有限样本情形,这不但补充和完善了相关理论,同时对实证分析工作具有很强的借鉴和指导意义。

序列一阶自相关对MK突变检验影响的探讨

为了更好地使用Mann-Kendall突变检验这一方法,通过R软件编程,用一个AR(1)过程及3 000个正态分布随机数,产生蒙特卡洛模拟的实验数据.通过设计的模拟实验剖析不同的一阶自相关系数以及不同的样本空间对于Mann-Kendall突变检验产生的具体影响,并对其进行修正的Pre-whitening法进行蒙特卡洛模拟实验,以验证其消除自相关影响的效果.以1949-2008年洪水受灾公顷实际数据为例,分析60年来全国洪水灾害突变时间以及突变趋势,并对比修正前后的分析结果,讨论修正的意义.

多尺度突变现象的扫描式t检验方法及其相干性分析

阐明了将检测两子样本平均值之差的学生氏t检验推广到对多尺度突变现象进行扫描式检测的计算方法 ;对于t检验要求序列独立的限制 ,引用了初步的订正方法 ;还给出了检测两个序列间多尺度突变相干性的计算公式 .扫描式t检验不仅具有相当于子波变换检测多尺度突变现象的功能 ,而且解决了子波变换检测突变时缺少临界值的问题 .由于t统计量包含有二阶矩均方差 ,它不能像子波变换那样作为分解工具 ,但检测的尺度参数也就不必局限于 2的整数幂 ,因而可以进行扫描式检测 .应用于尼罗河年最高与最低水位历史序列(AD62 2— 1 470 ) ,能较客观和精确地检测出两序列在某些尺度上的相干性 (同步或反位相 )变化 ;并由此重新划分了该流域几十年至百余年时间尺度的相对干湿期 .

单发线性结构突变对DF单位根检验的影响分析--“Perron现象”的进一步研究

"Perron现象"是指当真实的数据生成过程为带有结构突变的(趋势)平稳过程时,传统的DF单位根检验易将其误判为单位根过程。本文考虑了水平突变、截距突变、斜率突变以及截距与斜率双突变等四种突变情形下DF统计量的检验功效,推导了前两种突变情形下DF统计量的渐近分布,并对四种突变情形下DF统计量的有限样本性质进行了探讨。本研究是对"Perron现象"的进一步深入分析,也是对DF单位根检验的进一步补充和完善。

带结构突变的面板数据单位根伪检验研究

文章利用Monte Carlo模拟方法研究了带结构突变的面板数据单位根伪检验问题。研究发现,只有在突变前后样本数相差较大,或者均值突变不明显时,均值突变才不会导致传统面板单位根检验结果失效;趋势突变在绝大多数情况下将导致传统的面板数据单位根检验失效。

基于面板单位根检验的失业率结构突变研究

面板数据由于包含截面和时期提供了更多的信息,可以更好地分离出其中的随机成分而提高单位根检验的精度,考虑面板中的结构突变则可以进一步提高结论的准确性。通过构造基于结构突变的面板单位根检验方法,选取经合组织中具有代表性的15个国家年度失业率数据进行的实证分析表明:失业率指标为平稳性变量,在考虑结构突变时面板数单位根检验水平有了显著的提高,这为研究经济变量的平稳性,特别在观测期较短的情况下,提供了一种有效的研究手段。

进口的经济增长效应——基于趋势突变的协整检验分析

当时间序列存在结构突变时,会降低单位根检验和协整检验的检验势。通过对进口对于经济增长的影响作用进行实证分析,可以得到进口没有发挥出应有的促进经济增长的作用;结构突变理论比较适合于研究转型期的中国经济问题的结论。

基于结构突变的瓦格纳定律的实证检验

瓦格纳定律在解释政府支出扩张方面具有重要的地位，发达国家的历史发展数据证明了瓦格纳定律的存在。在考虑结构变化的条件下利用1952～2007年问数据检验了瓦格纳定律在我国的适用性，发现我国政府规模在1960年和1996年经济增长在1959年和1991年发生结构突变，两个序列都是含有结构突变的平稳过程，而非单位根过程，在此基础上建立了组合模型，进行了Granger因果关系检验，发现瓦格纳定律在我国是适用的，政策含义是按照现有经济增长水平我国政府规模在未来还能够持续扩张。

“堤坝”型结构突变的时间序列单位根检验及其应用——对PPP的经验分析

通过解读一些经济变量的动态行为,提出了"堤坝"型确定趋势的概念和"堤坝"型结构突变的时间序列单位根检验。在结构突变位置未知的情况下,讨论了推断结构突变点位置的方法,给出了"堤坝"型结构突变单位根检验的一般步骤。最后,基于人民币和日元兑换美元的汇率数据,借助该检验为购买力平价(PPP)理论提供了有力的证据。

中国宏观经济总量波动趋势检验——基于结构突变单位根理论的分析

宏观经济总量的波动趋势对政府政策主导下的宏观调控有着重要的影响。常规的单位根检验方法并没有考虑经济时间序列受到重大冲击发生结构突变的情况,大大降低模型的检验功效。为保证模型检验结果的科学性,需要将结构突变点纳入单位根检验方法中。通过对我国16个宏观总量进行含有结构突变的单位根检验,结果表明在使用常规单位根检验方法时接受单位根假设的15个序列,在采用含有一个结构突变点的单位根检验时,只有7个序列仍旧接受单位根假设。

内生结构突变下的突变点确定方法与单位根检验研究——基于残差平方和最小值确定突变点的比较分析

对于内生突变情形下的单位根检验,突变点的确定方法会影响到单位根检验的功效,不同方法在确定突变点位置时的表现也不尽相同。本文首先评述了几种常用的突变点确定方法及相应的单位根检验,然后对基于各类回归式残差平方和最小值确定突变点的方法进行了比较分析,本文所设数据生成过程有别于已有研究,并首次考虑了依据可行广义最小二乘(FGLS)估计来确定突变点。在此基础上,还对比分析了几种不同突变点确定方法下的单位根检验功效和实际检验水平。结论显示,依据FGLS残差平方和最小值得到准确突变点的频率最高,且在AO模型下据此进行Perron检验具有较高的功效且不会发生较大的水平扭曲。

会展需求结构突变检验与实证分析

结构突变理论放松了经典单位根检验的基本假设,有效弥补了单位根检验功效损失,但其提高普适性的同时也造成检验方法的多样性和复杂性.为了解决该问题,采用内生性结构突变的ZA检验判定中国进出口商品交易会需求是一个以改革开放政策的实施为突变时点的,从差分平稳变为含有结构突变的趋势平稳的数据生成过程.在此结论基础上进一步建立了含有结构突变的自回归模型,该模型具有更好的解释能力和预测效果.

特质波动的估计与结构突变检验——基于中国股市的实证研究

基于中国股市1994年7月至2013年12月数据,选取直接分解法和间接分解法得到24个市场层面特质波动序列。相关度和结构突变分析认为,24个特质波动序列可分为"高度相关类"、"相关类"和"不相关类"三组,前2组包含的22个"历史"特质波动序列的结构突变点位置较为一致,而第三组对应的2个"预期"特质波动序列则较为特殊。典型特质波动序列表现出阶段性趋势,且基本反映了同期股市制度变革和宏观经济运行状况。