基于Mann-Kendall法和重标极差法对大渡河毛头码站降雨趋势的分析

李 燐 楷， 李 文 锦， 陈 志 峰， 陈 坚， 顾 晓

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

0 引 言

Mann-Kendall 法是一种基于秩次非参数统计检验方法，由于该法对统计样本所服从的分布无特别要求，且对少数异常值不敏感，在判断降水、径流、气温等时间序列中长期变化趋势方面应用广泛，是世界气象组织推荐并已广泛使用的非参数检验方法[1]。重标极差法是分形理论中的一种重要研究方法，在研究自然界某些随机且具有相似性的现象(如降雨、径流、洪水等)中有着广泛的应用，同时在社会科学和工程领域(如股票及汇率的波动等)有巨大的应用潜力[2]。英国水文学家赫斯特(H.E.Hurst)于1965年首次尝试将径流时间序列作为时间分形结构，采用重标极差法分析其时间尺度上的相似性。重标极差法已在暴雨时空分布、径流序列趋势等方面广泛应用[3]。

毛头码水文站位于大渡河下游干流，距支流尼日河汇聚口2.7 km，控制流域面积7.27万km2，自1964年开始进行降雨观测以来，流域气候条件变化相对稳定，但受全球气候变暖和大气环流等大尺度影响因子变化的影响，流域降雨量趋势呈现相应的变化。本文采用Mann-Kendall法重标极差法和重标极差法对大渡河毛头码站降雨序列进行趋势分析，用Mann-Kendall法分析降雨系列的总体趋势，以重标极差法分析降水系列在时间尺度上的分形特征，判断降雨序列的未来趋势。

1 重标极差法和Mann-Kendall法综合分析

1.1 重标极差法

一般地，对于降雨时间序列pt(t=1，2，…，n)，重标极差法分析步骤如下[4]：