Covid-19-pandemin är en komplex global kris utan samtida prejudikat. I nästan alla länder runt om i världen, pandemibekämpningen tar upp huvuddelen av resurserna, expertis, tid och ansträngning.

Men, hur skulle människor och system klara sig om en stor naturlig fara, som en jordbävning eller en tropisk cyklon, inträffar medan covid-19-pandemin fortsätter?

Vår nya forskning kombinerar enkla epidemiologiska modeller med naturliga riskkurvor för att undersöka potentiella scenarier som kan uppstå i flera olika länder, om det skulle inträffa en naturkatastrof.

Viktigt, den beskriver också flera strategiska steg som regeringar och katastrofhanteringsorgan kan överväga för att minimera riskerna under pandemin.

Från skogsbränder till pandemier

I januari i år, när förödande skogsbränder drev tusentals australiensare att evakuera sina hem, Kina införde en låsning i Hubei-provinsen för att mildra utbrottet av en ny coronavirussjukdom som vi nu känner som COVID-19.

I slutet av månaden, när skogsbränderna började dö ut, COVID-19 hade uppstått som en global pandemi som i slutet av april, hade orsakat mer än 233, 000 dödsfall runt om i världen.

En regering och myndighets svar på en kris – oavsett om det är skogsbränder eller en pandemi – är informerad av expertkunskap, data, erfarenhet och råd om samhällelig exponering och sårbarhet för faran.

Kollektivt, dessa, och vårt tillfrisknande, hjälpa till att definiera motståndskraft.

Men vad händer när kriser inträffar samtidigt? Nödåtgärder för många naturrisker innebär evakuering till kommunala centra, men detta innebär helt klart andra risker under en pandemi.

En sak är klar:sättet som covid-19-krisen hanteras nu påverkar starkt de potentiella effekterna av alla naturkatastrofer.

Dubbeltrubbel

Det finns en historia av epidemier efter naturkatastrofer.

Tsunamin i Sydasien 2004 som dödade mer än 250, 000 människor och fördrivna mer än 1,7 miljoner i 16 länder skapade idealiska förhållanden för ett akut luftvägsinfektionsutbrott i Aceh, Indonesien – den värst drabbade regionen.

2010, det första kolerautbrottet på mer än ett sekel i Haiti resulterade i 8, 183 dödsfall som förstärktes av skador på infrastruktur orsakade av den föregående jordbävningen.

Faktiskt, efter någon meteorologisk (det vill säga cykloner, översvämningar, tornados) eller geofysiska (jordbävningar, vulkanutbrott) katastrof som förflyttar ett stort antal människor, epidemiska sjukdomar som diarrésjukdomar, Hepatit A och E, mässling, hjärnhinneinflammation, akuta luftvägsinfektioner, malaria eller dengue uppstår ofta.

Men 2020, vi är på okänt territorium.

Covid-19-pandemin är i full gång och förestående naturkatastrofer kan förvärra de redan ökade socioekonomiska sårbarheterna orsakade av covid-19.

Men vissa länder har redan upplevt dessa dubbla kriser.

I slutet av mars, en jordbävning med magnituden 5,3 drabbade Zagreb, Kroatiens huvudstad, stör nyligen införda låsningsåtgärder. Även om den fulla effekten av detta tillfälliga avbrott på covid-19-infektioner ännu inte förstås i detalj, enligt vår analys av tillgängliga data, det var en uppenbar ökning av antalet infektioner under dagarna efter jordbävningen.

Flera andra samtidiga naturkatastrofer har orsakat skador och stört sociala distansåtgärder inklusive den tropiska cyklonen Harold i Stilla havet, utbrottet av vulkanen Anak Krakatoa i Indonesien och tornados i USA; effekterna av dessa katastrofer är ännu inte bedömda.

Så du har på ena handen, enligt de första media- och operativa rapporterna, det faktum att motåtgärder mot covid-19 kan hämma nödåtgärder vid katastrofer som dessa. Sen å andra sidan, störningen av social distansering som kan öka risken för infektion.

Detta är ett potentiellt dubbelhälsning som regeringar kan behöva ta itu med under de närmaste månaderna – kanske år. Och förberedelser är nyckeln.

För att förstå den potentiella effekten av ett hybridscenario med pandemi-naturkatastrofer, vi kombinerade epidemiprojektionsmodeller med modeller för naturliga faror för att komma fram till två preliminära exempel.

Hybridprognos för att projicera dödsfall

Vårt team använde en allmänt tillgänglig plattform för epidemiprognos för att titta på hur effektiviteten av covid-19-svar kan påverka prognoser av infektionsfrekvens och dödsfall i USA, Australien, Bangladesh och Kina.

Dessa prognoser utarbetas genom att minimera skillnaden mellan antalet bekräftade dödsfall och de som förutsägs av en epidemimodell för en given tidsperiod, som tar hänsyn till faktorer som hur smittsam covid-19 är (reproduktionsnumret:R₀) och hur effektiva åtgärder mot covid-19 är (kvantifierade i procent).

Våra prognoser, även om det är ganska förenklat och osäkert, betona behovet av hållbara effektiva motåtgärder mot covid-19.

Om man tittar på figur 3 kan de beräknade dödsfallen i USA (på panel A) stiga från cirka 92, 000 (den streckade grå linjen) till 220, 000 (den heldragna grå linjen) om motmåtten lättas upp med endast 10 procent.

För att ge detta lite sammanhang, vi tittade också på de säsongsbetonade farokurvorna tillsammans med COVID-19-projektionskurvorna. Säsongsbetonade naturrisker – som översvämningar, orkaner och tropiska cykloner, Värmevågor, skogsbränder och tornados – har potential att förvärra effekterna av covid-19.

Den totala sannolikheten för att dessa naturliga faror inträffar i USA, Bangladesh och Kina ökar faktiskt under de närmaste månaderna, när jag är här i Australien, deras sannolikhet minskar under samma period.

Så under sommaren på norra halvklotet, länder som USA, Bangladesh, och Kina är särskilt utsatta för sammansatta risker för pandemin och naturkatastrofer.

Tidpunkten för naturrisker

Med hjälp av en enkel epidemimodell, vi undersökte effekten av tidpunkten för en potentiell naturkatastrof på den dagliga nya infektionsfrekvenskurvan.

Det är denna kurva som regeringar försöker "platta till" för att hantera efterfrågan på hälso- och sjukvårdstjänster. Tidig analys visar att dessa insatser avsevärt har minskat efterfrågan på hälso- och sjukvårdstjänster hittills.

I figur 4, den blå kurvan illustrerar en typisk daglig bakgrundsinfektionsfrekvens före något ingrepp och den röda kurvan är infektionsfrekvensen med utplattande åtgärder i full kraft.

Vi introducerade sedan en extern händelse, som en naturkatastrof, till den tillplattade kurvan.

Vårt team introducerade denna händelse på vardera sidan om infektionshastighetstoppen (före toppen i den vänstra kolumnen och efter toppen i den högra). Vi utgår också från en inkubationstid för covid-19 på fem dagar och att utjämningsåtgärder kan förstärkas helt efter ett visst antal dagar (dagar, 7 and 21 used here) following the hazard.

The infection rate curve with an external event is illustrated by the dash-dot gray curve, which shows an increase in infection rate above the flattened curve to varying degrees.

This experiment provides two important insights.

The first is that the increase in infection rate is greater for events occurring in the pre-peak period than the post-peak period. The second is that the infection rate increases with the time it takes to fully re-introduce social distancing measures.

While these two modeling examples have uncertainties, they emphasize the multidimensional nature of decisions that have to be made for COVID-19 counter measures to be effective during natural disasters.

COVID-19 strategies

In the absence of a vaccine, projections of COVID-19 transmission indicate that the current crisis will be a protracted one.

But there are four pre-emptive strategies that governments can adopt to counter the compound risks of COVID-19 and natural hazards.

Först, identifying possible pandemic-natural disaster hybrid scenarios including worst-case scenarios is critical; this requires the building of new hybrid forecast models that combine existing pandemic projection models and natural hazard forecasting.

För det andra, emergency responses to extreme events can be modified in advance by considering seasonal weather forecasting models.

There are already predictions of an above-average Atlantic hurricane season this year, so it is likely that a major hurricane could make landfall in North America in the next few months, so planning ahead is key.

För det tredje, a re-design of policy responses is needed to address different natural hazards with a focus on social distancing. Policy changes must be introduced to a wide range of post-disaster activities, ranging from emergency aid distribution to providing shelter.

Till sist, supporting relief agencies serving lower income communities or regions and their governments is important as impacts of compound effects on these areas are likely to be disproportionately high.

While the primary focus of many governments is on managing the COVID-19 crisis, planning for potentially concurrent natural disasters is also crucial to ensure communities are adequately prepared for the complexities that could arise from overlapping crises.