Synchronization and the Coupled Oscillator Model in International Business Cycles

国際的な景気循環における同期現象は、時間領域における自己組織化の事例として、経済学者や物理学者の興味を惹きつけている。従来、経済学では、景気循環における同期現象は、複数の国のGDP時系列の相関係数を用いた検討がなされてきた。しかし、景気循環を解明するには、より適切な量を用いた検討が必要である。本研究では、同期現象の直接的証拠と起源を明らかにするために、1960/2Qから2010/1Qの期間について、豪州、カナダ、フランス、イタリア、英国、米国のGDP時系列を解析した。国際的な景気循環における同期現象の直接的証拠として、周波数同調と位相固定が得られた。更に、結合振動子モデルを開発して、同期現象の機構を調べた。このモデルにより、国際貿易に起因する相互作用が同期現象の起源であることが分かった。

Synchronization in international business cycles attracts economists and physicists as an example of self-organization in the time domain. In economics, synchronization of the business cycles has been discussed using correlation coefficients between gross domestic product (GDP) time series. However, more definitive discussions using a suitable quantity describing the business cycles are needed. In this paper, we analyze the quarterly GDP time series for Australia, Canada, France, Italy, the United Kingdom, and the United States from Q2 1960 to Q1 2010 in order to obtain direct evidence for the synchronization and to clarify its origin. We find frequency entrainment and partial phase locking to be direct evidence of synchronization in international business cycles. Furthermore, a coupled limit-cycle oscillator model is developed to explain the mechanism of synchronization. In this model, the interaction due to international trade is interpreted as the origin of the synchronization.