局地源气候影响的弹性函数型变点检测
统计方法学
2023-10-27 v2 应用统计
其他统计学
摘要
随着对气候现象监测兴趣的增长，函数型数据中的变点检测已成为一个重要问题，此类数据本质上具有函数型特征。观测数据常同时包含振幅（y轴）和相位（x轴）变异性。若未恰当处理，真实变点可能被漏检，且估计的底层均值变化函数将不准确。本文发展了一种弹性函数型变点方法，恰当地考虑了这两类变异性。该方法能够检测振幅与相位变点，而现有文献中的方法仅关注振幅变点，故无法做到。该方法既可直接利用函数实施，也可通过函数主成分分析计算以缓解计算负担。我们将该方法及其非弹性对比方法应用于模拟数据与观测数据，以展示其在处理含相位变异且兼具振幅与相位变点的数据时的效率。我们利用该方法评估1991年6月菲律宾皮纳图博火山喷发所致平流层温度的潜在变化。使用传染病变点模型，我们发现了在包含皮纳图博火山喷发直接后果的一段时期内平流层温度升高的证据，且大多数检出的变点如预期般发生于热带地区。
引用
@article{arxiv.2211.12687,
title = {Elastic Functional Changepoint Detection of Climate Impacts from Localized Sources},
author = {J. Derek Tucker and Drew Yarger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12687},
year = {2023}
}