基于層次分析與灰色預(yù)測(cè)的大氣臭氧含量分析

姚堯+陳瀟琳+崔斌

摘 要 在本文中，采用層次分析法實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中臭氧含量的影響因子權(quán)重分析，并利用灰色預(yù)測(cè)的方法，模糊預(yù)測(cè)大氣中的臭氧含量。首先選取CFCs、鹵代烴、氧化亞氮、溫度、極渦五個(gè)指標(biāo)，根據(jù)層次分析法確定對(duì)大氣中的臭氧含量影響的最終權(quán)重。其次以20年或30年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用灰色模糊預(yù)測(cè)，能夠較為合理地推測(cè)出大氣中未來(lái)幾年的臭氧含量。

關(guān)鍵詞 層次分析法；灰色模糊預(yù)測(cè)；臭氧含量

中圖分類號(hào) P4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）14-0010-01

眾所周知，大氣平流層臭氧的嚴(yán)重?fù)p耗導(dǎo)致了太陽(yáng)紫外輻射到達(dá)地面。近年來(lái)，平流層臭氧損耗對(duì)大氣環(huán)流和氣候都有著重要影響。在過(guò)去的20年里，全球有明顯的變暖趨勢(shì)，這些趨勢(shì)很可能是由于平流層臭氧的損耗導(dǎo)致，所以大氣平流層中的臭氧含量也引起了廣泛關(guān)注。如何有效合理地判斷出影響大氣臭氧含量的指標(biāo)并能進(jìn)一步預(yù)測(cè)未來(lái)臭氧含量是一個(gè)值得關(guān)注并研究的問(wèn)題。

1 層次分析模型

層次分析法能夠客觀地描述人的主觀感受，對(duì)非量化事件進(jìn)行定量分析。最關(guān)鍵的一點(diǎn)是以一定的尺度量化人們的主觀感受。本文將基于層次分析法的聚類分析思想與臭氧在每個(gè)區(qū)域構(gòu)建的判斷矩陣的一致性程度相結(jié)合。一方面，將聚類分析的思想融入到群體層次分析法中，根據(jù)每類的分類容量確定臭氧的權(quán)重；另一方面，根據(jù)判斷矩陣，得到兩個(gè)最終因子權(quán)重。最后，通過(guò)權(quán)重因子排序向量確定指標(biāo)權(quán)重的權(quán)重。

具體步驟如下：1）建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；2）用兩兩比較法構(gòu)造比較判斷矩陣；3）確定要素的相對(duì)重要性，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；4）引入聚類分析方法，根據(jù)每類的分類容量確定臭氧的權(quán)重；5）根據(jù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和綜合重要度，進(jìn)行決策。

2 灰色預(yù)測(cè)模型

灰色預(yù)測(cè)是一種具有不確定性因素的系統(tǒng)預(yù)測(cè)方法。它通過(guò)原始數(shù)據(jù)生成具有較強(qiáng)規(guī)律性的數(shù)據(jù)序列，然后建立相應(yīng)的微分方程模型，從而預(yù)測(cè)事物未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于臭氧含量的預(yù)測(cè)，由于臭氧含量受許多不確定因素的影響，歷史數(shù)據(jù)也表明，增長(zhǎng)率的波動(dòng)是明顯的，因此，適合用時(shí)間序列構(gòu)造灰色預(yù)測(cè)模型。

4 結(jié)論

本文基于層次分析法的聚類分析思想與臭氧在每個(gè)區(qū)域構(gòu)建的判斷矩陣的一致性程度相結(jié)合，選取CFCs、鹵代烴、氧化亞氮、溫度、極渦五個(gè)指標(biāo)，較為精確地確定了對(duì)大氣中的臭氧含量影響的最終權(quán)重。對(duì)于臭氧含量的預(yù)測(cè)，本文采用時(shí)間序列構(gòu)造灰色預(yù)測(cè)模型，并以20年或30年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，較為合理的預(yù)測(cè)出未來(lái)幾年大氣中的臭氧含量。

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