关于用于预测临界转变的Mann-Kendall检验的稳健性
应用统计
2026-04-17 v1
摘要
用于时间序列趋势检验的非参数方法使用了Mann-Kendall统计量。基于渐近论证，这些检验假设其分布服从高斯分布，即使对于自相关时间序列也是如此。最近关于该假设缺乏有效性的结果促使了对这些方法的稳健性分析。虽然这个问题在广泛的应用中都很重要，但我们在此以检测临界转变的早期预警信号(EWS)为背景进行说明，EWS被用于各种研究领域，并且常用的方法会产生自相关。我们进行了一项广泛的分析，涵盖了EWS研究中通常研究的所有类型的临界转变。我们将从临界转变前的经典EWS指标计算出的Mann-Kendall统计量的经验分布，与Mann-Kendall检验假设的理论分布进行了比较。我们发现了导致第一类错误率膨胀的不匹配，这通常会使得在并未发生临界转变时宣布其发生。与最近的一项建议相反，我们得出结论，在预测临界转变的背景下，应避免使用Mann-Kendall检验进行趋势检测。我们指出了几种可用的替代方法。
引用
@article{arxiv.2604.15230,
title = {On the robustness of Mann-Kendall tests used to forecast critical transitions},
author = {Tristan Gamot and Nils Thibeau--Sutre and Tom J. M. Van Dooren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.15230},
year = {2026}
}
备注
26 pages including appendices, 10 figures, 2 tables