Fortran 滑动 t 检验法分析北京冬季平均气温突变
以下是用 Fortran 语言编写的滑动 t 检验法对北京冬季平均气温的突变变化进行分析的示例代码:
program sliding_t_test
implicit none
integer, parameter :: n = 30 ! 气温数据的样本个数
real, dimension(n) :: temperatures ! 存储气温数据的数组
integer :: i, j, k ! 循环索引
real :: mean1, mean2, var1, var2, t_value ! 计算统计量
integer :: window_size ! 滑动窗口大小
! 模拟气温数据
temperatures = [12.5, 11.8, 9.6, 8.2, 7.5, 6.9, 6.3, 5.8, 4.9, 4.2, &
3.6, 2.8, 1.5, 0.3, -1.2, -2.4, -3.9, -4.6, -5.3, -6.1, &
-6.9, -7.6, -8.3, -9.2, -10.1, -11.2, -12.4, -13.6, -14.9, -15.5]
! 设置滑动窗口大小
window_size = 10
! 对每个滑动窗口进行计算和分析
do i = 1, n - window_size + 1
mean1 = 0.0
mean2 = 0.0
var1 = 0.0
var2 = 0.0
! 计算第一个子样本的均值和方差
do j = i, i + window_size - 1
mean1 = mean1 + temperatures(j)
end do
mean1 = mean1 / real(window_size)
do j = i, i + window_size - 1
var1 = var1 + (temperatures(j) - mean1)**2
end do
var1 = var1 / real(window_size)
! 计算第二个子样本的均值和方差
do j = i + window_size, i + 2 * window_size - 1
mean2 = mean2 + temperatures(j)
end do
mean2 = mean2 / real(window_size)
do j = i + window_size, i + 2 * window_size - 1
var2 = var2 + (temperatures(j) - mean2)**2
end do
var2 = var2 / real(window_size)
! 计算t值
t_value = abs(mean2 - mean1) / sqrt(var1 / real(window_size) + var2 / real(window_size))
! 输出结果
write(*, '(A, F10.2)') '滑动窗口起始位置:', real(i), ' t值:', t_value
end do
! 绘制滑动t检验结果的图形(需要使用其他工具,比如Python的matplotlib库)
end program sliding_t_test
这段代码首先模拟了 30 个冬季平均气温数据,然后设置了滑动窗口大小为 10。接着通过循环计算每个滑动窗口内的两个子样本的均值和方差,并根据计算结果计算 t 值。最后,将每个滑动窗口的起始位置和对应的 t 值输出。
要绘制滑动 t 检验结果的图形,可以将输出的滑动窗口起始位置和 t 值存储到文件中,然后使用其他工具(比如 Python 的 matplotlib 库)读取文件并绘制图形。
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