基于Mann-Kendall突變檢驗與ARIMA模型的臭氧水平預測

仲 露，夏 杰，趙良娟，陳富媛,何東平

(1.安徽財經大學財政與公共管理學院，安徽 蚌埠 233030;2.安徽財經大學統計與應用數學學院，安徽 蚌埠 233030)

基于Mann-Kendall突變檢驗與ARIMA模型的臭氧水平預測

仲 露1，夏 杰2，趙良娟2，陳富媛2,何東平1

(1.安徽財經大學財政與公共管理學院，安徽 蚌埠 233030;2.安徽財經大學統計與應用數學學院，安徽 蚌埠 233030)

目的針對未來50年臭氧水平預測，首先以南半球為例，從美國航空航天局(NASA)中獲取1985—2015年臭氧含量的數據，按季節分為4類。方法運用Mann-Kendall突變檢驗的方法,利用MATLAB軟件對數據進行檢驗，應用ARIMA模型對不同季節分別進行預測，考慮到影響大氣中臭氧含量的3類因素：相關鹵烴濃度、氟氯烴濃度以及氮氧化物濃度，以它們為自變量，臭氧含量為因變量做多元線性回歸模型。結果全球30年的春季未出現大的突變，全球30年夏季未出現大的突變，全球30年秋季未出現大的突變，全球30年冬季未出現大的突變；其次，殘差序列已經可以認為是一個純白噪聲的序列。結論未來50年臭氧含量不會一直減少，因變量與自變量成反比，即這些物質的排放量逐漸減少，未來50年大氣中的臭氧含量緩慢升高至平穩。

臭氧水平；ARIMA時間序列預測模型；多元線性回歸模型；M-K突變檢驗

在距離地球表面20～40 km的高空平流層中的臭氧層濃度高達百萬分之十，占大氣中總臭氧的90%以上。高層大氣中存在著臭氧的形成和分解兩種光化學過程，這兩種過程達到動態平衡，使臭氧含量長期保持在相應范圍，形成了一個濃度相對穩定的臭氧層。……