Desde que comenzó la pandemia de COVID-19, Las observaciones espaciales y terrestres han demostrado que la atmósfera de la Tierra ha experimentado reducciones significativas en algunos contaminantes del aire. Sin embargo, los científicos querían saber qué parte de esa disminución se puede atribuir a cambios en la actividad humana durante los cierres relacionados con la pandemia, versus cuánto habría ocurrido en un 2020 libre de pandemias.

Usando modelos de computadora para generar un 2020 sin COVID para comparar, Los investigadores de la NASA encontraron que desde febrero, Las restricciones pandémicas han reducido las concentraciones globales de dióxido de nitrógeno en casi un 20%. Los resultados se presentaron en la Conferencia Internacional de Computación de Alto Rendimiento de 2020, Redes, Almacenamiento, y análisis.

El dióxido de nitrógeno es un contaminante del aire que se produce principalmente por la combustión de combustibles fósiles utilizados por la industria y el transporte, los cuales se redujeron significativamente durante el apogeo de la pandemia para evitar la propagación del nuevo coronavirus.

"Todos sabíamos que los cierres tendrían un impacto en la calidad del aire, "dijo el autor principal Christoph Keller de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades (USRA) en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Keller trabaja en la Oficina de Asimilación y Modelado Global de Goddard (GMAO), que utiliza modelos de computadora de alta tecnología para ayudar a rastrear la química del océano y la atmósfera, y pronosticar escenarios climáticos futuros. Él dice, "Pronto también quedó claro que iba a ser difícil cuantificar qué parte de ese cambio está relacionado con las medidas de bloqueo, versus estacionalidad general o variabilidad en la contaminación ".

No hay dos años exactamente iguales. Las variaciones normales del clima y la circulación atmosférica cambian la composición y la química de la atmósfera terrestre. La comparación de las concentraciones de dióxido de nitrógeno de 2020 con los datos de 2019 o 2018 por sí solos no tendría en cuenta las diferencias de un año a otro. Pero, porque las proyecciones del modelo de la NASA tienen en cuenta estas variaciones naturales, los científicos pueden usarlos para analizar cuánto del cambio de composición atmosférica de 2020 fue causado por las medidas de contención del COVID-19.

Incluso con modelos, no se podía predecir lo repentino, cambios drásticos en el comportamiento humano a medida que el nuevo coronavirus y las regulaciones que intentan controlarlo se propagan rápidamente. En lugar de intentar reprogramar su modelo con este evento inesperado, Keller y sus colegas explicaron el COVID-19 al hacer que el modelo ignorara la pandemia por completo.

La simulación del modelo y el análisis de aprendizaje automático se llevaron a cabo en el Centro de Simulación Climática de la NASA. Su escenario de "negocios como siempre" mostró una versión de realidad alternativa de 2020, una que no experimentó ningún cambio inesperado en el comportamiento humano provocado por la pandemia.

A partir de ahí es una simple resta. La diferencia entre los valores simulados del modelo y las observaciones terrestres medidas representa el cambio en las emisiones debido a la respuesta pandémica. Los investigadores recibieron datos de 46 países:un total de 5, 756 sitios de observación en tierra, que transmiten mediciones de la composición atmosférica cada hora en tiempo casi real. A nivel de ciudad, 50 de las 61 ciudades analizadas muestran reducciones de dióxido de nitrógeno entre el 20 y el 50%.

"De alguna manera me sorprendió lo mucho que cayó, ", dijo Keller." Muchos países ya han hecho un muy buen trabajo al reducir sus concentraciones de dióxido de nitrógeno en las últimas décadas debido a las regulaciones de aire limpio, pero lo que nuestros resultados muestran claramente es que todavía hay una contribución significativa impulsada por el comportamiento humano ".

Wuhan, China fue el primer municipio que informó un brote de COVID-19. También fue el primero en mostrar una reducción de las emisiones de dióxido de nitrógeno, un 60% más bajo que los valores simulados esperados. Poco después se produjo una disminución del 60% en Milán y del 45% en Nueva York. a medida que sus restricciones locales entraron en vigor.

"Tú podrías, a veces, incluso ver la disminución del dióxido de nitrógeno antes de que entraran en vigor las políticas oficiales, ", dijo la coautora Emma Knowland de la USRA en la GMAO de Goddard." La gente probablemente estaba reduciendo su tránsito porque ya se hablaba de la amenaza del COVID-19 antes de que se nos dijera que cerráramos ". Una vez que se aliviaron las restricciones, la disminución de dióxido de nitrógeno disminuyó, pero se mantuvo por debajo de los valores esperados "como de costumbre".

Keller comparó sus estimaciones de las disminuciones de dióxido de nitrógeno con las cifras económicas informadas, a saber, el producto interior bruto, de las naciones incluidas en el estudio. Según Keller, se alinearon sorprendentemente bien. "Esperaríamos que estuvieran relacionados de alguna manera porque el dióxido de nitrógeno está muy vinculado a las actividades económicas, como la gente que viaja y las fábricas en marcha, ", dijo." Parece que nuestros datos capturan esto muy bien ".

La investigación está en curso, y los datos del modelo GEOS utilizados en este estudio están disponibles públicamente.