今回はAIMEC-GCsのGC-2「気候－海洋－生態系の連動性と時空間変動の解明」を取り上げます。ウェブサイトニュース「WPI-AIMEC『グランドチャレンジ』を策定」（参考URL-1）と、「EarthArXiv」掲載の「Grand Challenges Executive Summary」（参考URL-2）を利用して紹介します。まず、GC-2の概略です（参考URL-1）。

　「物理的プロセスと生態学的プロセスの多様な相互作用は、沿岸域や外洋の生態系の安定性と動態に影響を及ぼします。（この多様な相互作用は）比較的安定で持続的な状態から別の状態へ移行する『レジームシフト』の軌道を左右する重要な要因です。WPI-AIMECでは、広範かつ詳細な観測データを用いた新たな統合的アプローチやモデルを開発し、生態系レジームシフトを信頼性高く早期に検出することを目指します。」

　気候は多くの要素の絡み合い（相互作用）で形成されており、常に揺らいでいます。ある平均状態の周りを揺らぐ状態を「『準』定常状態」といいますが、ある準定常状態から別の準定常状態へと、数十年おきに気候が急激に遷移することがあります。この遷移が「レジームシフト」です（「海の杜」No.8参照）。

　いっぽう、海洋生態系は「食物連鎖」という言葉が象徴しているように、ある変化が起こるとその影響が次々に波及することになります。すなわち、環境の変化に対し生態系は1つの応答で終わることなく、何段階もの応答を経て初めて別の状態に落ち着いていくのです。生態系は気候と同じく常に揺らいでいますが、気候にレジームシフトが起こると、複雑な過程を経て生態系にもレジームシフトが起こることになります。

　このレジームシフトがどのような応答の連鎖で起こるのかが重要で、この連鎖のことを上記の説明では数学的表現ですが、「軌道」と表現しています。AIMECはGC-2 として、海洋環境と生態系への様々な手段による観測と監視を強化し、地球システムモデルを高度化の上、気候と生態系のレジームシフトの発生とその軌道を、早期に予測することを目指します。

　GC-2には、2つの特定課題（Specific challenges）、7つの主要問題（Key questions）、4つの取組方法（Approaches）が設定されました（参考URL-2）。2つの特定課題とは、1）沿岸・外洋生態系の物理・生態学的プロセスと、安定性（強靭性や脆弱性、あるいは転換点）の間の関係解明、2）物理・生態システムの時間・空間変動のレジームシフト軌道への影響の解明です。

　GC-2は如何に挑戦的な課題であるのか、想像していただけるのではないでしょうか。