基于Copula相依函数的安徽省气温与降雨量相关性研究

当前全球气候变暖大背景下,气温和降雨量的交互作用引致农业气象灾害频发,给农业生产造成破坏性风险损失,因此探讨气温与降雨量之间的动态相依关系尤为重要。搜集安徽省24个气象观测站1980～2014年的气温与降雨量日数据,对原始数据进行矩平均处理,使两组数据列满足独立同分布的要求。采用非参数核估计的方法确定气温与降雨量的边缘分布。根据降雨量和气温的均匀分布散点图和频数分布直方图可知,安徽省气温和降雨量之间呈现一定程度的负相依关系,即图形中表现出气温与降雨量的上下尾之间的对称性。综上分析,选择可以刻画两个变量具有上下尾对称关系的Copula函数对气温与降雨量的相依关系进行拟合,最终在平方欧式距离最小的原则下选定二元t-Copula函数做出气温与降雨量之间的联合概率密度函数图。研究结果发现:1据安徽省气温与降雨量联合概率分布可知,当降雨量上升时,气温下降;或气温上升时,降雨量会下降,气温与降雨量之间呈现为中等负相关关系(–0.280)。2极值相关性方面,从t-Copula密度函数图和上下尾相关系数看,安徽省气温与降雨量在极值方面具有较为明显的相依关系,表现为当气温和降雨量超过正常范畴时,二者相依关系从负相关转变为正相关,此现象多出现在极端气候条件下,例如极端高温和大暴雨时气温与降雨量的正相依性。