「バタフライ効果」を制御する新原理

理化学研究所（理研）計算科学研究センター データ同化研究チームの三好 建正 チームプリンシパル（数理創造研究センター 予測科学研究チーム チームディレクター）は、「バタフライ効果」で知られる決定論的カオスの予測可能性の限界を逆手に取り、効率的にカオスを制御する新たな数理的枠組みを構築しました。気象予測の根幹を成すデータ同化（観測を用いてモデルを自然の振る舞いに同期させるプロセス）とカオスの制御が数学的に双子の関係にあることを示す「双対性原理」を提唱しました。カオス自体を抑えるのではなく、カオス特有の高い感度を利用して、わずかな「介入」で扱いやすい「目標軌道」に自然の振る舞いを同期させます。これにより、予測限界を超えてカオスを制御する道筋を理論的に示しました。

本研究成果は、例えば、モデルで描いた「台風が被害をもたらさないシナリオ（目標軌道）」に現実の自然現象を同期させるためにわずかな変化（介入）を加えるといった、将来の極端気象を回避するための防災・減災研究に向けた理論的な道筋を示すとともに、生態系や経済学など、カオス的な振る舞いを示すさまざまな分野での応用が期待されます。

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