追踪地球系统极端事件时空因果起源
大气与海洋物理
2026-07-10 v1
摘要
识别地球极端事件的成因具有挑战性,因为在观测世界中无法进行反事实实验,而数值实验计算成本高昂且存在偏差。数据驱动的因果发现提供了一条补充路径,但现有方法在欠采样、高维情况下可能失效,并且可能无法恢复导致特定事件的多时间步、多变量路径。我们引入了时空因果演化追踪器(TraCE-ST),这是一种概率拉格朗日方法,可在多变量网格数据中生成事件条件下的因果轨迹。在合成实验和真实世界极端事件中,TraCE-ST 恢复了已知的因果驱动因素并估计了它们的相对贡献,同时也突出了研究较少的驱动因素,包括 2006 年热带风暴黛比的地形驱动涡度和 2021 年太平洋西北地区热浪的异常海洋表面通量。在此,我们提出因果追踪作为一种高效的数据驱动框架,用于综合因果证据并生成可检验的假设,补充关联分析和数值建模,同时加速对高影响事件的研究。
引用
@article{arxiv.2607.10033,
title = {Tracing the space-time causal origins of Earth system extremes},
author = {Jhayron S. Pérez-Carrasquilla and J. Jake Nichol and Vanessa Robledo and Diana Bull and Katherine Dagon and Michael N. Evans and Maria J. Molina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.10033},
year = {2026}
}