La densidad espectral mide la contribución de energía de señales oscilatorias, como las olas
Investigadores del Centro de Investigación de Transformación Industrial ARC para la Transformación de la Infraestructura Energética a través de la Ingeniería Digital (TIDE) de la Universidad de Australia Occidental han logrado un significativo avance matemático que podría ayudar a transformar la investigación y la tecnología oceánicas.
El investigador Dr. Lachlan Astfalck, de la Facultad de Física, Matemáticas y Computación de la UWA, y su equipo desarrollaron un nuevo método para la estimación de la densidad espectral, abordando sesgos de larga data y allanando el camino para estudios oceanográficos más precisos.
El estudio fue publicado en la revista Biometrika, conocida por su énfasis en contribuciones metodológicas y teóricas originales de valor directo o potencial en aplicaciones.
"Comprender el océano es crucial para numerosos campos, incluida la ingeniería marina, la evaluación y modelación del clima, las tecnologías renovables, la defensa y el transporte", afirmó el Dr. Astfalck.
"Nuestro nuevo método permite a los investigadores y profesionales de la industria avanzar en las tecnologías oceánicas con mayor confianza y precisión".
La estimación de la densidad espectral es una técnica matemática que se utiliza para medir la contribución de energía de señales oscilatorias, como olas y corrientes, identificando qué frecuencias transportan la mayor cantidad de energía.
"Tradicionalmente, el estimador de Welch ha sido el método elegido para este análisis debido a su facilidad de uso y su amplia citación; sin embargo, este método tiene un riesgo inherente de sesgo, que puede distorsionar las estimaciones esperadas basadas en el supuesto del modelo, un problema que a menudo pasar por alto", afirmó el Dr. Astfalck.
El equipo de TIDE desarrolló el estimador Welch dessesgado, que utiliza aprendizaje estadístico no paramétrico para eliminar estos sesgos.
"Nuestro método mejora la precisión y confiabilidad de los cálculos espectrales sin requerir suposiciones específicas sobre la forma o distribución de los datos, lo cual es particularmente útil cuando se trata de datos complejos que no siguen patrones analíticos conocidos, como mareas internas en regiones de la plataforma oceánica", dijo el Dr. Astfalck.
El nuevo método fue aplicado recientemente en un proyecto de investigación de TIDE por el profesor titular de la Escuela de Graduados en Océanos de la UWA y colaborador de TIDE, el Dr. Matt Rayson, para observar procesos oceánicos complejos no lineales.
"El océano es difícil de medir y comprender y el trabajo que estamos haciendo tiene como objetivo descubrir algunos de esos misterios", dijo el Dr. Rayson.
"El nuevo método significa que podemos comprender mejor los procesos oceánicos, los modelos climáticos, las corrientes oceánicas y el transporte de sedimentos, lo que nos acerca al desarrollo de la próxima generación de modelos oceánicos numéricos".
El estudio fue publicado en la revista Biometrika: Debiasing Welch’s Method for Spectral Density Estimation
