劳拉·斯特雷夫，美国宇航局戈达德太空飞行中心 上图:在中国和亚洲大部分地区的农历新年庆祝活动中，二氧化氮水平经常下降，然后反弹
但今年在首次报道该病毒的中国武汉没有明显反弹，二氧化氮水平仍远低于2019年
信用:美国宇航局的地球观测站 自COVID-19大流行开始以来，天基和地基观测表明，地球大气层中的一些空气污染物大幅减少
然而，科学家们想知道这种下降在多大程度上可以归因于与大流行相关的停机期间人类活动的变化，而在2020年无大流行的情况下会发生多少变化
使用计算机模型生成一个无COVID的2020年进行比较，美国宇航局的研究人员发现，自2月份以来，大流行的限制已将全球二氧化氮浓度降低了近20%
研究结果在2020年高性能计算、网络、存储和分析国际会议上公布
二氧化氮是一种空气污染物，主要是由工业和交通使用的化石燃料燃烧产生的——在大流行的高峰期，这两种燃料都显著减少，以防止新型冠状病毒的传播
“我们都知道封锁将会对空气质量产生影响，”马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心大学太空研究协会(USRA)的首席作者克里斯托弗·凯勒说
凯勒在戈达德全球建模和同化办公室(GMAO)工作，该办公室使用高科技计算机模型来帮助跟踪海洋和大气的化学成分，并预测未来的气候情景
他说，“很快也很清楚，相对于一般的季节性或污染的可变性，很难量化有多少变化与封锁措施有关
" 与大流行相关的停工已经影响了人们的行为，所以科学家们开始监测这是如何影响地球的——特别是二氧化氮的排放
新冠肺炎污染模式如何融入美国宇航局的计算机模型？美国宇航局的全球测地系统大气成分模型向我们展示了答案
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戈达德航天中心
美国国家航空航天局
信用:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心 没有哪两年是完全一样的
天气和大气环流的正常变化会改变地球大气的组成和化学成分
仅将2020年的二氧化氮浓度与2019年或2018年的数据进行比较并不能解释年与年之间的差异
但是，因为美国国家航空航天局的模型预测考虑到了这些自然变化，科学家可以用它们来分析2020年大气成分的变化有多少是由新冠肺炎的遏制措施引起的
即使有了模型，也无法预测随着新型冠状病毒——以及试图控制它的法规——迅速传播，人类行为会发生突然而剧烈的变化
凯勒和他的同事们没有试图用这一意外事件来重新设计他们的模型，而是让模型完全忽略这一流行病来解释新冠肺炎
模型模拟和机器学习分析在美国宇航局气候模拟中心进行
它的“一切照旧”场景展示了2020年的另一个现实版本——一个没有经历大流行带来的人类行为任何意外变化的版本
从这里开始就是简单的减法
模型模拟值和实测地面观测值之间的差异代表了由于大流行响应而导致的排放变化
研究人员收到了来自46个国家的数据——总共有5756个地面观察点——以近乎实时的方式传递每小时的大气成分测量结果
在城市层面，61个被分析的城市中有50个显示二氧化氮减少了20-50%
与大流行相关的关闭已经影响了人们的行为，所以科学家们开始监测这是如何影响地球的——特别是二氧化氮的排放
新冠肺炎污染模式如何融入美国宇航局的计算机模型？美国宇航局的全球测地系统大气成分模型向我们展示了答案
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 “在某些方面，我对它下降的幅度感到惊讶，”凯勒说
“过去几十年来，由于清洁空气法规，许多国家在降低二氧化氮浓度方面已经做得非常好，但我们的结果清楚地表明，人类行为仍有很大的贡献
" 中国武汉是第一个报告新冠肺炎疫情的城市
这也是第一次显示二氧化氮排放量减少——比预期模拟值低60%
随后，随着当地限制措施的生效，米兰和纽约股市分别下跌了60%和45%
“有时，你甚至可以在官方政策出台之前看到二氧化氮的减少，”戈达德GMAO学院的合著者艾玛·诺兰和USRA说
“人们可能正在减少他们的过境，因为在我们被实际告知关闭之前，关于新冠肺炎威胁的讨论已经开始了
一旦限制放松，二氧化氮的减少量就会减少，但仍低于预期的“一切照旧”值
凯勒将他对二氧化氮减少的估计与报道的经济数据进行了比较，即研究中包括的国家的国内生产总值
根据凯勒的说法，他们排得非常好
他说:“我们预计它们会有所关联，因为二氧化氮与经济活动密切相关，就像人们旅行和工厂运营一样。”
“看来我们的数据很好地捕捉到了这一点
" 研究正在进行中，本研究中使用的全球测地系统模型数据是公开的
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