Il n'y a pas deux années exactement identiques. Les variations normales du temps et de la circulation atmosphérique modifient la composition et la chimie de l'atmosphère terrestre. La comparaison des concentrations de dioxyde d'azote de 2020 avec les données de 2019 ou 2018 seulement ne tiendrait pas compte des différences d'une année à l'autre. Mais, parce que les projections du modèle de la NASA tiennent compte de ces variations naturelles, les scientifiques peuvent les utiliser pour analyser dans quelle mesure le changement de composition atmosphérique de 2020 a été causé par les mesures de confinement du COVID-19.

Même avec des modèles, il n'y avait aucun moyen de prédire le soudain, des changements drastiques dans le comportement humain alors que le nouveau coronavirus - et les réglementations tentant de le contrôler - se propagent rapidement. Au lieu d'essayer de reprogrammer leur modèle avec cet événement inattendu, Keller et ses collègues ont expliqué COVID-19 en faisant en sorte que le modèle ignore complètement la pandémie.

La simulation du modèle et l'analyse de l'apprentissage automatique ont eu lieu au NASA Center for Climate Simulation. Son scénario « business as usual » montrait une version en réalité alternative de 2020 – une version qui n'a connu aucun changement inattendu dans le comportement humain provoqué par la pandémie.

À partir de là, c'est une simple soustraction. La différence entre les valeurs simulées du modèle et les observations mesurées au sol représente le changement des émissions dû à la réponse à la pandémie. Les chercheurs ont reçu des données de 46 pays - un total de 5, 756 sites d'observation au sol, relayant les mesures horaires de la composition atmosphérique en temps quasi réel. Au niveau de la ville, 50 des 61 villes analysées affichent des réductions de dioxyde d'azote comprises entre 20 et 50 %.

"À certains égards, j'ai été surpris de voir à quel point il a chuté, " a déclaré Keller. " De nombreux pays ont déjà fait un très bon travail en abaissant leurs concentrations de dioxyde d'azote au cours des dernières décennies en raison de la réglementation de l'air pur, mais ce que nos résultats montrent clairement, c'est qu'il y a encore une contribution significative liée au comportement humain."

Wuhan, La Chine a été la première municipalité à signaler une épidémie de COVID-19. Il a également été le premier à afficher une réduction des émissions de dioxyde d'azote, soit 60 % de moins que les valeurs simulées attendues. Une baisse de 60 % à Milan et une baisse de 45 % à New York ont ​​suivi peu de temps après, au fur et à mesure de l'entrée en vigueur de leurs restrictions locales.

"Vous pourriez, a l'heure, voir même la diminution du dioxyde d'azote avant la mise en place des politiques officielles, ", a déclaré la co-auteur Emma Knowland avec l'USRA à Goddard's GMAO. "Les gens réduisaient probablement leur transit parce que les discussions sur la menace COVID-19 avaient déjà eu lieu avant qu'on ne nous dise de fermer." Une fois les restrictions assouplies, les diminutions de dioxyde d'azote sont atténuées, mais est resté en deçà des valeurs "business as usual" attendues.

Keller a comparé ses estimations de la diminution du dioxyde d'azote aux chiffres économiques rapportés, à savoir, le produit intérieur brut, des nations incluses dans l'étude. Selon Keller, ils s'alignaient étonnamment bien. "Nous nous attendrions à ce qu'ils soient quelque peu liés parce que le dioxyde d'azote est si étroitement lié aux activités économiques, comme les gens qui voyagent et les usines qui tournent, " il a dit. " Il semble que nos données capturent cela très bien. "

La recherche est en cours, et les données du modèle GEOS utilisées dans cette étude sont accessibles au public.