[論文レビュー] Which early works are cited most frequently in climate change research literature? A bibliometric approach based on Reference Publication Year Spectroscopy

Werner Marx, Robin Haunschild+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2016

Atmospheric and Environmental Gas Dynamics参考文献 70被引用数 126

ひとこと要約

本研究では、参考文献発表年スペクトロスコピー（RPYS）と新規の共著者引用拡張法（RPYS-CO）を用いて、気候変動研究分野における最も頻繁に引用された初期の論文を特定した。222,060件の気候変動関連論文（1980–2014年）を分析した結果、フォーリエ（1824年）、チンドール（1861年）、アレンニウス（1896年）、キーリング（1958年）を含む35件の基盤的論文が特定された。RPYS-COは、温暖化効果に特化した引用を抽出するためにアレンニウスをマーカーとして用い、あまり知られていない歴史的文献を明らかにした。

ABSTRACT

This bibliometric analysis focuses on the general history of climate change research and, more specifically, on the discovery of the greenhouse effect. First, the Reference Publication Year Spectroscopy (RPYS) is applied to a large publication set on climate change of 222,060 papers published between 1980 and 2014. The references cited therein were extracted and analyzed with regard to publications, which are cited most frequently. Second, a new method for establishing a more subject-specific publication set for applying RPYS (based on the co-citations of a marker reference) is proposed (RPYS-CO). The RPYS of the climate change literature focuses on the history of climate change research in total. We identified 35 highly-cited publications across all disciplines, which include fundamental early scientific works of the 19th century (with a weak connection to climate change) and some cornerstones of science with a stronger connection to climate change. By using the Arrhenius (1896) paper as a RPYS-CO marker paper, we selected only publications specifically discussing the discovery of the greenhouse effect and the role of carbon dioxide. Also, we focused on the time period 1800-1850 to reveal the contributions of J.B.J Fourier in terms of cited references. Using different RPYS approaches in this study, we were able to identify the complete range of works of the celebrated icons as well as many less known works relevant for the history of climate change research. The analyses confirmed the potential of the RPYS method for historical studies: Seminal papers are detected on the basis of the references cited by the overall community without any further assumptions.

研究の動機と目的

• 文献計測分析を用いて、気候変動研究文献における最も頻繁に引用された初期の論文を特定すること。
• 1980–2014年の222,060件の出版物における引用パターンを分析することで、気候変動科学の歴史的基盤を評価すること。
• マーカー論文の共著者引用を用いて特定トピックの引用履歴を抽出する新手法RPYS-COの開発および検証すること。
• アレンニウスやキーリングといった主要な科学的象徴が、引用パターンにおいて一貫して認識されているかどうかを評価すること。
• 専門家バイアスを最小限に抑えた、データ駆動型でコミュニティベースの気候変動研究の知的歴史の再構築を提供すること。

提案手法

• 222,060件の気候変動関連論文（1980–2014年）に引用された10,932,050件の参考文献の発表年分布を分析するために、参考文献発表年スペクトロスコピー（RPYS）を適用した。
• マーカー論文（アレンニウス、1896年）と同時に共著者引用される論文に限定することで、温暖化効果関連文献に焦点を当てた、RPYS-COという手法を提唱および実装した。
• 気候科学関連出版物のカスタムWoS抽出データセットを用いて、CRExplorerツール（Thorら、2016年）を用いてRPYSおよびRPYS-COを実行した。
• RPYS-CO分析を1800–1850年の期間に限定し、大気中の熱保持に関連する初期の論文、特にフォーリエの貢献を特定することを目的とした。
• 結果の妥当性を確認するため、専門家の歴史的文献と照合し、共著者引用パターンを照合することで、主要な論文の特定を検証した。
• スモール（1977年）の共著者引用分析を用いて、参考文献セットのトピック的範囲を定義し、温暖化効果および二酸化炭素に関連する関連性を保証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 気候変動研究文献において最も頻繁に引用される初期の科学的論文は何か。また、それらの論文は歴史的にどのような意義を持つのか。
• RQ2 アレンニウス（1896年）やキーリング（1958年）といった主要な科学的象徴が、気候変動文献におけるRPYSで明確なピークとして現れる程度はどの程度か。
• RQ3 RPYS-CO手法は、温暖化効果の発見に関連する歴史的に重要な論文を的確に抽出・強調できるか。
• RQ4 気候科学における引用パターンは、専門家の気候変動の知的歴史に関する物語と、どのように一致するか、あるいは乖離しているか。
• RQ5 フォーリエの1824年論文のような、基礎的ではあるが引用回数が少ない論文は、気候変動科学の知的系譜において果たす役割は何か。

主な発見

• RPYS分析により、全分野にわたる35件の高頻度引用初期論文が特定された。その中にはフォーリエ（1824年）、チンドール（1861年）、アレンニウス（1896年）、キーリング（1958年）が含まれ、気候変動研究の基盤をなすものであった。
• キーリングの1958年論文（キーリング・カーブ）は、基盤的論文ではあるが、「統合による消去（obliteration by incorporation）」のため、主なRPYSでは明確なピークとして現れなかった。その内容は、広範な文献に吸収された結果であった。
• アレンニウス（1896年）をマーカーとして用いたRPYS-CO手法により、1822–1850年の論文が的確に抽出され、フォーリエの1824年および1822年論文が、全体の引用数が低くても明確なピークとして現れた。
• フォーリエの1824年論文は、RPYS-CO分析において重要な初期の参照文献として特定され、大気中の熱保持理論の基盤的役割を確認した。
• フォーリエとチンドールの両方を同時に引用する論文はわずか2件、フォーリエとアレンニウスの両方を引用する論文は3件にとどまり、文献における歴史的引用の断片的性質を示した。
• 本研究の結果は、RPYSおよびRPYS-COが事前の仮定なしに画期的論文を検出できることを示し、専門家の物語と補完的である、コミュニティ主導で客観的な科学史の再構築を可能にする。