基于Mann-Kendall突变检验与ARIMA模型的臭氧水平预测

摘要

目的针对未来50年臭氧水平预测,首先以南半球为例,从美国航空航天局(NASA)中获取1985—2015年臭氧含量的数据,按季节分为4类。方法运用Mann-Kendall突变检验的方法,利用MATLAB软件对数据进行检验,应用ARIMA模型对不同季节分别进行预测,考虑到影响大气中臭氧含量的3类因素:相关卤烃浓度、氟氯烃浓度以及氮氧化物浓度,以它们为自变量,臭氧含量为因变量做多元线性回归模型。结果全球30年的春季未出现大的突变,全球30年夏季未出现大的突变,全球30年秋季未出现大的突变,全球30年冬季未出现大的突变;其次,残差序列已经可以认为是一个纯白噪声的序列。结论未来50年臭氧含量不会一直减少,因变量与自变量成反比,即这些物质的排放量逐渐减少,未来50年大气中的臭氧含量缓慢升高至平稳。