Terwijl de pandemie van het coronavirus in de Verenigde Staten de vierde maand ingaat, Amerikanen hebben zich aangepast aan radicaal andere omstandigheden. Terwijl velen nu vanuit huis werken, anderen zijn op zoek naar nieuwe banen. Reizen is vertraagd tot een straaltje, en sociale bijeenkomsten, van bruiloften tot diploma-uitreikingen, zijn geannuleerd.

De impact van deze veranderingen is zelfs vanuit de ruimte merkbaar. Bij het Cooperative Institute for Research in the Atmosphere (CIRA) aan de Colorado State University, wetenschappers die de aarde bestuderen met behulp van satellieten zien een drastische afname van luchtverontreinigende stoffen, zoals stikstofdioxide en zwaveldioxide, rond de wereld. De luchtkwaliteit is aanzienlijk verbeterd, omdat de uitstoot van voertuigen en de industrie wordt teruggedrongen.

Maar het is niet alleen schonere lucht die deze maatschappelijke verschuivingen kenmerkt. Met behulp van een sensor die 's nachts weinig zichtbaar licht detecteert, wetenschappers kunnen zelfs veranderingen in kaart brengen in waar mensen wonen en waar ze naartoe gaan.

Een sensor die licht ziet

De Day/Night Band (DNB)-sensor die op twee NOAA-satellieten vliegt, heeft een belangrijke rol gespeeld bij het ontdekken van veel nieuwe functies van onze planeet. De DNB ziet ook stadslichten - schitterende markeringen van de menselijke beschaving die de nachtelijke hemel verlichten. Aan boord van een satelliet die elke 90 minuten om de aarde draait, de DNB kan veranderingen in deze lichten detecteren tussen elk nieuw viaduct - voor en na orkanen, bijvoorbeeld, locaties zien waar stormen de elektrische infrastructuur hebben uitgeschakeld.

Wetenschappers hebben een database opgebouwd met lichtbronnen voor de hele planeet, en door deze langetermijngemiddelden te vergelijken met wat nu te zien is, ze kunnen veranderingen detecteren in hoe mensen reageren op de pandemische crisis. Steven Molenaar, een senior wetenschapper en adjunct-directeur van CIRA, samen met partners van de Colorado School of Mines en de University of Wisconsin, heeft verschillende vergelijkingsafbeeldingen verwerkt die door NOAA werden aanbevolen.

"De Day/Night Band heeft onze ogen geopend voor de nachtelijke omgeving op een manier die geen enkele andere sensor in de ruimte kan, " zei Molenaar, WHO, met collega's, werkt om bureaus te voorzien van vergelijkende beelden op basis van DNB-gegevens. "Maar het enige dat het echt onderscheidt van andere soorten satellietgegevens, is het vermogen om de menselijke dimensie vast te leggen - het biedt de openbaring van ons eigen bestaan ​​en samenleven als onderdeel van de biosfeer van de aarde."

Waar de lichten aan zijn, en uit

Een van de eerste dingen die uit deze voor-en-na-vergelijkingen blijkt, is waar mensen niet zijn:lampen die uit zijn in fabrieken, gemeentelijke verzamelplaatsen, en belangrijke reis- en handelscorridors, bijvoorbeeld. Als je ziet waar de lichten uit zijn, worden de directe sociale en economische gevolgen van sluitingen en quarantaine duidelijk. Anderzijds, boven Peking, opmerkelijke en uniforme lichttoenames van februari tot maart duiden op een terugkeer naar de normaliteit in de regio; de uniformiteit van de lichte toename toont de sterke centrale invloed van de Chinese regering bij het aansturen van sociaal en economisch beleid, zelfs in afgelegen gebieden.

Met behulp van gegevens verzameld door Chris Elvidge van de Colorado School of Mines, we kunnen Colorado beter bekijken, waar het mogelijk is om het verschil tussen lichten op Denver International Airport en Buckley Air Force Base te vergelijken, slechts een paar mijl naar het zuiden. Toen het luchtverkeer naar de luchthaven van Denver afnam en het burgerverkeer werd ingeperkt, DNB-beelden laten een duidelijke afname zien aan de noordkant van de luchthaven, waar de passagiersterminals zich bevinden. Aan de zuidkant, echter, een toename van het licht suggereert een toename van vrachtvluchten, misschien gekoppeld aan de toename van online winkelen, aangezien aankopen in de winkel zijn gedaald. De verhoogde lichten van Buckley AFB onthullen hoe het kritieke nationale veiligheidswerk bij Buckley blijft "schijnen, " onverminderd.

Other shifts in human behavior are noted by where the lights are now brighter than before. Over New York City, the lights of apartments in Manhattan are dimmed, while in the exurbs of Long Island, summer houses and second homes belonging to the wealthiest residents of New York City are now blazing with light. For those with resources, the coronavirus pandemic marks a shift in their physical location – one large enough to be seen from space.

Eager for new satellite applications

As the impacts of the COVID-19 pandemic continue to play out, scientists at CSU and CIRA are eager to find new applications for the satellite data. The utility of these measurements could prove valuable to sociologists and public health services, providing data that directly map how people respond to situations that limit and alter their patterns of movement. Correlations between economic output and the measurable changes of light emitted could be valuable to economic researchers and government agencies. As many areas of the country prepare to reopen, while other regions hunker down for spikes in cases, seeing the differences from space could provide additional insight both now and for the future.

"It will be interesting to see, in retrospect, how 2020 plays out in the U.S.– will it be marked by a single March/April anomaly, or will it be a year bookended by dramatic changes to our lights, and to our lives?, " Miller commented. "There is a story, or perhaps riddle, behind each change that we see – tied to human behaviors, economic drivers, and vulnerabilities. What we learn from this latest bout with COVID-19 can help to inform planners on what to expect if there is a next time, and perhaps from a societal response perspective, lessons on how to duck and dodge at least some of its punches."

Regardless of changes, scientists at CSU be constantly monitoring, looking at the Earth from space, and ready to assist with new data from unexpected sources.