[论文解读] 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 126

一句话总结

本研究应用参考出版年份光谱法（RPYS）及一种新颖的共引用扩展方法（RPYS-CO），识别气候变迁研究中被频繁引用的早期著作。通过对1980至2014年间222,060篇气候相关论文的分析，揭示了35篇基础性著作，包括傅里叶（1824）、廷德尔（1861）、阿伦尼乌斯（1896）和基林（1958）的著作。其中，RPYS-CO方法以阿伦尼乌斯为标记，聚焦于温室效应相关引用，从而揭示了较少为人知的历史文献。

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.

研究动机与目标

• 通过文献计量分析，识别气候变迁研究文献中被最频繁引用的早期著作。
• 通过分析1980至2014年间222,060篇出版物的引用模式，评估气候变迁科学的历史根源。
• 开发并验证一种新方法——RPYS-CO，通过特定标记文献的共引用，隔离特定主题的引用历史。
• 评估像阿伦尼乌斯和基林这样的主要科学标志性人物是否在引用模式中持续被识别。
• 提供一种数据驱动、基于社群的气候变迁研究知识史重建，最大限度减少专家偏见。

提出的方法

• 应用参考出版年份光谱法（RPYS）分析222,060篇气候相关论文（1980–2014）中引用的10,932,050条参考文献的出版年份分布。
• 提出并实施RPYS-CO方法，仅选取与特定标记文献（阿伦尼乌斯，1896）共被引用的参考文献，以聚焦于温室效应文献。
• 使用CRExplorer工具（Thor等，2016）对基于WoS构建的气候科学出版物自定义数据集执行RPYS与RPYS-CO分析。
• 将RPYS-CO分析聚焦于1800至1850年期间，以识别关于大气热量保留的早期著作，特别是傅里叶的贡献。
• 通过专家历史文献验证结果，并交叉核对共引用模式，以确保关键著作的准确识别。
• 采用共引用分析（Small，1977）界定参考文献集的主题范围，确保其与温室效应和二氧化碳的相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪些早期科学著作在气候变迁研究文献中被最频繁引用，其历史意义为何？
• RQ2 像阿伦尼乌斯（1896）和基林（1958）这样的主要科学标志性人物在气候变迁文献的RPYS中是否表现为明显的引用峰值？
• RQ3 RPYS-CO方法能否有效隔离并突出与温室效应发现直接相关的具有历史意义的著作？
• RQ4 气候科学中的引用模式在多大程度上反映或偏离了专家对气候变迁知识史的叙事？
• RQ5 基础性但引用较少的著作——如傅里叶1824年的论文——在气候变迁科学的思想传承中扮演何种角色？

主要发现

• RPYS分析在所有学科中识别出35篇高被引的早期著作，包括傅里叶（1824）、廷德尔（1861）、阿伦尼乌斯（1896）和基林（1958），这些著作构成了气候变迁研究的基石。
• 基林1958年关于基林曲线的开创性论文虽为奠基性著作，但在主RPYS中未形成明显峰值，原因在于其发现被‘融入整体文献’而被‘淹没’。
• 使用阿伦尼乌斯（1896）作为标记的RPYS-CO方法成功隔离并凸显了1822至1850年间的著作，包括傅里叶1824年和1822年的论文，尽管其总引用量较低，但这些著作在分析中表现为明显峰值。
• 傅里叶1824年的论文在RPYS-CO分析中被确认为关键早期参考文献，证实其在大气热量保留理论中的奠基性作用。
• 研究发现，仅有两篇论文同时引用了傅里叶和廷德尔，三篇论文同时引用了傅里叶和阿伦尼乌斯，凸显了文献中历史引用的碎片化特征。
• 结果表明，RPYS与RPYS-CO可在无先验假设下检测出奠基性著作，为科学史提供一种基于社群、客观的重建方式，与专家叙事相辅相成。