Liksom det legendariska fallande äpplet som träffade Isaac Newton och ledde till hans banbrytande insikt om gravitationens natur, COVID-19 kan ge oavsiktliga glimtar av hur komplexa jordsystem fungerar, enligt ett nytt Stanford-ledt papper. Perspektivet, publicerad 29 juli i Naturrecensioner Jord &miljö , hypoteser om resultaten av aldrig tidigare skådade förändringar i mänsklig aktivitet som orsakats av globala skyddsorder, och beskriver forskningsprioriteringar för att förstå deras kortsiktiga och långsiktiga konsekvenser. Att få rätt kan revolutionera hur vi tänker om frågor så breda som utsläpp av växthusgaser, regional luftkvalitet, och den globala ekonomins koppling till fattigdom, livsmedelssäkerhet och avskogning, enligt forskarna. Det kan också bidra till att säkerställa en ekonomisk, socialt och miljömässigt hållbar återhämtning från coronaviruspandemin samtidigt som den hjälper till att förhindra framtida kriser.

"Utan att distrahera från den viktigaste prioriteringen-det är helt klart människors och gemenskapers hälsa och välbefinnande-ger den nuvarande lättnaden av det mänskliga fotavtrycket ett unikt fönster i människors påverkan på miljön, inklusive ett antal frågor som är avgörande för effektiv offentlig politik, "sade huvudförfattaren Noah Diffenbaugh, Kara J Foundation Professor vid Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap.

Till exempel, frågan om hur mycket elektrifiering av fordonsflottan kommer att förbättra luftkvaliteten har fram till nu starkt förlitat sig på teoretiska argument och datormodeller. Omfattningen av de senaste utsläppsminskningarna, dock, ger en möjlighet att använda atmosfäriska observationer för att kontrollera hur exakt dessa modeller är för att simulera effekten av föroreningsminskande ingrepp, såsom incitament för elfordon.

Förutsäger pandemiska utfall

Forskarna noterar att även om många av de första effekterna av COVID -skydd, till exempel klar himmel till följd av minskade utsläpp av föroreningar, kan uppfattas som fördelaktigt för miljön, de långsiktiga effekterna-särskilt relaterade till den ekonomiska lågkonjunkturen-är mindre tydliga. För att förstå effekterna på både korta och långa tidsskalor, de föreslår att man fokuserar på kaskadeffekter längs två vägar:(1) energi, utsläpp, klimat och luftkvalitet; och (2) fattigdom, globalisering, mat och biologisk mångfald.

Med tanke på de komplexa interaktionerna längs dessa vägar, forskarna betonar behovet av tekniker som kan sammanföra flera rader av bevis för att avslöja orsaker och effekter. Detta inkluderar att stärka och utöka samordnade insatser för att studera effekterna av pandemin, inklusive säker distribution av miljösensorer som kan spåra förändrade förhållanden, datormodeller som simulerar jordens svar på skyddsåtgärderna och lösningsorienterade forskningsprov som ger insikt i mänskligt beteende och beslutsfattande. Författarna efterlyser också ett samordnat datalager där många olika typer av data kan göras öppet tillgängliga för allmänheten i ett enhetligt format.

"Nästan över natten, människor över hela världen var tvungna att ändra sitt sätt att leva, hur de arbetar - med många inför inkomstbortfall - pendlar, köp mat, utbilda sina barn och andra energikrävande beteenden, "sa Inês Azevedo, docent i energiresursteknik vid Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap. "Det är avgörande för oss att bättre förstå hur framtida samhällsstörningar och katastrofer kan påverka interaktioner mellan energisystem och andra system som tjänar samhället."

Förstå det mänskliga svaret

En nyckelfaktor för att förstå hur pandemins effekter spelar ut är dess inflytande på mänskligt beteende och beslutsfattande.

"Mänskligt beteende bidrar till, men påverkas också av, förändringar i jordsystemet, och COVID-19 skapar nya utmaningar för att säkerställa att människor och företag agerar för att skydda planeten, "sa medförfattaren Margaret Levi, Sara Miller McCune, chef för Stanford's Center for Advanced Study in the Behavioral Sciences och professor i statsvetenskap. "Även om regeringen inte var ett centralt fokus i detta dokument, det förtydligar de roller som lagar, regler och investeringar spelar in när det gäller livsmedelsförsörjning och matarbetare, utsläppskontroller och många andra aspekter av jordens och dess invånares hälsa. "

Några av pandemins mest varaktiga effekter på klimat och luftkvalitet kan ske via insikter som den ger i beräkningen av politiska parametrar som mäter det värde som individer och samhälle lägger på olika miljöavvägningar. COVID-19-krisen gör dessa avvägningar mer tydliga, forskarna påpekar. Detta beror på att regeringar, samhällen och individer fattar historiska beslut som speglar underliggande preferenser för nuvarande och framtida konsumtion, liksom avvägningen mellan olika typer av ekonomisk verksamhet och individuell och kollektiv risk.

Dessa beslut kan hjälpa till att kvantifiera de parametrar som rutinmässigt används vid miljöpolitiskt beslutsfattande (till exempel kostnaden för människoliv som förloras på grund av luftföroreningar eller klimatförändringar i samband med koldioxidutsläpp). Eftersom dessa uppdaterade parametrar införlivas i faktiska policybeslut, de kommer att ha varaktiga effekter på de bestämmelser som påverkar den långsiktiga banan för klimat och luftkvalitet.

Att studera politiska insatser som syftar till att förhindra socio-miljömässiga skador-såsom fattigdoms roll i att driva avskogning-kan också hjälpa utsatta människor att klara fattigdomschocker från COVID-19 genom att ge en djupare förståelse för hur och var fattigdom och miljöförstöring är tätast kopplade . Forskarna föreslår att man använder de lösningsorienterade forskningsförsöken som tilldelades årets nobelpris i ekonomi för att undersöka om interventioner som betalningar för skydd av naturresurser är effektiva för att förhindra avskogning, överfiske och andra miljöskador.

"COVID-19 utgör några av de största utmaningarna vi har mött under det senaste århundradet, "sade papperets medförfattare Chris Field, Perry L. McCarty direktör för Stanford Woods Institute for the Environment och Melvin och Joan Lane professor för tvärvetenskapliga miljöstudier. "Med varje utmaning, det finns möjligheter till lärande, och detta dokument ger en karta för att utöka uppsättningen möjligheter. "