西澳大利亞大學 ARC 工業轉型研究中心的研究人員，透過數位工程改造能源基礎設施 (TIDE)，取得了一項重大的數學突破，有助於改變海洋研究和技術。
來自西澳大學物理、數學和計算學院的研究員 Lachlan Astfalck 博士及其團隊，開發了一種新的頻譜密度估算方法，解決了長期存在的偏差問題，並為更準確的海洋學研究鋪平了道路。
該研究發表在 Biometrika 期刊上，該期刊以強調在應用中具有直接或潛在價值的原創方法論和理論貢獻而聞名。
「了解海洋對於包括離岸工程、氣候評估和建模、再生技術、國防和運輸在內的眾多領域至關重要，」Astfalck 博士說。
「我們的新方法使研究人員和行業專業人士能夠以更大的信心和準確性推進海洋技術。」
頻譜密度估算是一種數學技術，用於測量振盪訊號（例如波浪和海流）的能量貢獻，方法是識別哪些頻率攜帶的能量最多。
「傳統上，Welch 估算器因其易於使用和廣泛引用而成為此分析的首選方法，但是，此方法具有固有的偏差風險，可能會根據模型的假設扭曲預期的估算值，而這個問題經常被忽略，」Astfalck 博士說。
TIDE 團隊開發了去偏差的 Welch 估算器，該估算器使用非參數統計學習來消除這些偏差。
「我們的方法提高了頻譜計算的準確性和可靠性，而無需對資料的形狀或分佈做出具體假設，這在處理不遵循已知分析模式的複雜資料時特別有用，例如海洋陸架區域的內潮，」Astfalck 博士說。
西澳大學海洋研究生院高級講師兼 TIDE 合作者 Matt Rayson 博士最近在 TIDE 研究專案中應用了這種新方法，以研究複雜的非線性海洋過程。
「海洋難以測量和理解，而我們正在做的工作都是為了揭開其中的一些謎團，」Rayson 博士說。
「這種新方法意味著我們可以更好地了解海洋過程、氣候模型、洋流和沉積物運輸，從而使我們更接近開發下一代數值海洋模型。
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本文的作者為西澳大利亞大學。
