西澳大利亚大学 ARC 工业转型研究中心通过数字工程改造能源基础设施 (TIDE) 的研究人员取得了重大数学突破，这可能有助于改变海洋研究和技术。

西澳大学物理、数学和计算学院的研究员 Lachlan Astfalck 博士和他的团队开发了一种新的光谱密度估计方法，解决了长期存在的偏差，为更准确的海洋学研究铺平了道路。

该研究发表在《Biometrika》杂志上，该杂志以强调具有直接或潜在应用价值的原创方法和理论贡献而闻名。

阿斯特法尔克博士说：“了解海洋对于许多领域都至关重要，包括海上工程、气候评估和建模、可再生技术、国防和运输。”

“我们的新方法使研究人员和行业专业人士能够更加自信、准确地推进海洋技术。”

谱密度估计是一种数学技术，通过识别哪些频率携带最多能量来测量振荡信号(如波和电流)的能量贡献。

“传统上，Welch 估计量由于其易于使用和广泛引用而成为此类分析的首选方法，但这种方法存在固有的偏见风险，可能会扭曲基于模型假设的预期估计，而这个问题经常被忽视，”Astfalck 博士说。

TIDE 团队开发了去偏 Welch 估计量，它使用非参数统计学习来消除这些偏差。

“我们的方法提高了光谱计算的准确性和可靠性，而不需要对数据的形状或分布做出特定的假设，这在处理不遵循已知分析模式的复杂数据(例如海洋架区域的内部潮汐)时特别有用，”Astfalck 博士说。

西澳大学海洋研究生院高级讲师兼 TIDE 合作者 Matt Rayson 博士最近在 TIDE 研究项目中应用了新方法，以研究复杂的非线性海洋过程。

“海洋很难测量和理解，我们所做的工作就是要揭开其中的一些谜团，”雷森博士说。

“新方法意味着我们可以更好地了解海洋过程、气候模型、洋流和沉积物输送，使我们更接近开发下一代数值海洋模型。”

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