南極冰川融化速率的時間序列分析和 ARIMA 預測模型 (2022-US-EPO-1120)Mason Chen，學生，斯坦福職業健康與安全部
JMP 高級分析技術支持工程師 Patrick Giuliano
Charles Chen，STEAMS 顧問
這篇 STEM 論文研究了 2002 年 4 月至 2021 年 3 月的時間序列南極冰川質量。本文的目的是預測 2021-2041 年南極冰川的質量水平。 在四個 STEM 組成部分中：科學是冰川的地球科學；技術正在使用 GRACE-FO 衛星收集冰川冰蓋質量數據；工程將專注於冰川融化速率的 COVID-19 因素，而數學主要是時間序列 ARIMA 模型。 研究和比較了非季節性和季節性 ARIMA 模型。顯著觀察到 12 個月的季節性模式和長期的同比趨勢。根據季節性 ARIMA 模型，冰川融化速度快了 2%。平滑模型在季節性 ARIMA 模型中也得到顯著識別，以平滑隨機噪聲分量以增強時間序列趨勢，並在季節分量以增強預測模型。 預測 2021-2041 年的冰川融化將是一項具有挑戰性的任務，要從今天起在更長的水平時間內同時解決季節性和趨勢因素。如果超過 5 年，預測間隔將變得太寬，無法預測未來的冰川融化速度。 季節性 ARIMA 模型可以提供比非季節性 ARIMA 模型更好的擬合。STEM 方法是通過數學 ARIMA 預測分析，通過現代 GRACE-FO 技術在實際工程意義上開展科學研究項目的一種強大而全面的方法。
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