Може би единствената положителна страна на пандемията от коронавирус бе, че градовете се изпразниха от тътена на трафика, а птичите песни отново огласиха парковете и градинките. За някои учени това бе и златна възможност за провеждане на проучвания, които обикновено са невъзможни, в сфери от икономика до атмосферна наука и екология.
"Предлага ни се възможността за изключителен експеримент", заяви климатологът Никола Белуин от Университета на Рединг пред британския в. "Гардиън".
От акустични инженери във Великобритания до морски биолози в Канада, изследователите се възползваха максимално от драстичния спад на шума от човешката дейност.
Икономика на звука
Британският The Quiet Project се опитва да проследи промените в околния звуков пейзаж по време на карантината. Изградена е база данни с измервания на звука, която може да бъде безценен ресурс за разбирането на акустичната среда, в която живеем - как звукът съответства на икономическата активност например и как влияе на благосъстоянието.
Освен учени проектът събира и архивира наблюдения и от членове на обществото. "Събираме много звукови данни, които отразяват как всъщност се чувстват хората, казва Линдзи Макинтайър, директор на консултантската компания KSG Acoustics в Глазгоу, която е един от лидерите на проекта. Всеки, с когото говоря, ни разказва как се чувства в зависимост от промените в шума."
Градският шум - от трафика, метрото и съседите - причинява стрес, но не се знае много за истинското му въздействие върху обществото. Не става въпрос само за негативните ефекти - за много хора шумът е положителна част от градското изживяване. "На някои хора наистина им липсват звуците на града, което може би е свързано със загриженост за липсата на работа и прехрана", казва Макинтайър.
Кaрантината, изглежда, е намалила фоновия градски шум с около пет децибела, най-вече заради липсата на трафик, което е спад с около 60%, казва Стивън Данс, професор по акустика в London South Bank University.
Тази акустична информация може да бъде полезна - например за анализи на разходите и ползите за това как определените за "спокойни райони" в градовете могат да бъдат запазени от урбанизацията или да се планират потенциални промени в бъдеще. Може да се правят прогнози какво би се случило, ако всички превозни средства са електрически - което е възможно след 10 години. "Бихте могли да определите количествено какво ще получите акустично, казва Данс, и да сложите конкретна стойност - което е фактор за икономическите разходи за извършване на тази промяна."
Далече от шумната тълпа
Част от шума, създаден от човешки дейности, е извън прага на слуха, особено при много ниски честоти, с около няколко трептения в секунда (няколко херца или Hz). Обикновено сеизмичните ефекти на човешката дейност са неприятност за сеизмолозите.
"Мислим за антропогенния шум като "заглушаване" на естествените сигнали от планетата, от които се интересуваме, били те земетресения или други сигнали", казва геологът Зак Айлон от Университета на Калифорния в Санта Барбара. По тази причина учените инсталират сеизмичните инструменти далеч от източници на антропогенен шум. Но някои станции са в градовете и сега предоставят полезна информация за това как човешката дейност оставя сеизмична следа. Над 100 сеизмолози от целия свят участват в проекта, координиран от Томас Лекок от Кралската обсерватория на Белгия в Брюксел.
Използвайки сеизмични данни от Китай и Италия, учените успяват да идентифицират различни източници на шум от техните сеизмични честоти. Пешеходният трафик и фабриките или предприятията причиняват вибрации от 1-8 Hz, трафикът по магистралите е около 10-30 Hz, а влаковете - около 20-30 Hz. Само от сеизмичната следа е възможно в нормално време да се определят работното време, обедната почивка, нощният живот, празниците и големите спортни събития.
"Наистина вълнуващото нещо е това, което можем да научим за човешкото поведение, казва Айлон. Никога не сме имали подобен сценарий за спиране на дейностите, при който много страни и градове по света така драстично променят своите социални модели."
Промените в сеизмичния шум далеч надминават разликата, която обикновено се наблюдава между уикендите и делничните дни или дори националните празници. Сравнявайки ги с данни за мобилността, промените в заводската продукция, използването на пътни такси и промените в разписанията на влаковете, учените могат да разберат как всяка обществена дейност създава сеизмичен шум, така че в бъдеще сеизмични измервания да може да се използват за проследяване на това, което правим.
И тъй като сеизмичните данни - за разлика от проследяването по телефона - не могат да идентифицират конкретни лица, няма да проблеми с личните данни. Данни като тези могат да бъдат дори полезни за контролиране на пандемията, например чрез показване на това колко добре хората спазват социалните дистанции и ограниченията за пътуване.
Разбира се, изследванията дават и повече информация за слабите земетресения, чиито сигнали често са заглушени от човешката дейност.
Миналото на океаните
Друга среда, която стана по-малко шумна, са океаните, благодарение на спирането на корабоплаването. Нискочестотният шум от корабните двигатели може да измине хиляди километри. "Повечето океански басейни имат устойчиво фоново шумообразуване, генерирано от кораби", казва Дейвид Баркли, океанограф от университета "Далуси" в Канада.
Този шум може да наруши комуникацията на морските животни, които разчитат на звукови сигнали, като китове и делфини. "Рибите, морските бозайници и ракообразните използват звук за лов, общуване, чифтосване и навигация, казва Баркли. Високите нива на звук могат физически да навредят и убият морски животни или да причинят постоянна или временна загуба на слуха и могат да предизвикат поведенчески реакции като стрес и прекъсване на храненето."
Баркли и неговият колега Дугал Томсън са част от проект, обхващащ десетки еколози и морски биолози, който проучват как се е променил шумът в океаните по време на кризата.
"Бихме искали да разберем кои фактори - плътността на трафика, скоростта, тонажът, видът на кораба - играят най-голяма роля", казва Баркли - информация, която би могла да помогне за планирането на океанския транспорт, така че да е по-малко разрушителна за морския живот.
"Това е възможност за морските биолози да правят наблюдения при далеч от нормалните условия - по-точно това, което е било нормално преди 50 години, казва той. Бих казал, че всеки биолог или еколог, свързан с морската среда, има поне един ключов изследователски въпрос, който може да разреши през този период на относителна пауза."
Климатични прогнози
Със спирането на автомобилите се подобри и качеството на въздуха в много градски райони. Докато нивата на азотния диоксид паднаха, други промени бяха по-скромни, казва Никола Белуин. Транспортът е само един източник на аерозоли, а "други източници като отоплението в дома или селскостопанските дейности не са се променили" - да не говорим за естествени източници като горски пожари и пустинен прах. Но това е полезно, казва Белуин, защото позволява идентифицирането и измерването на тези различни източници.
Праховите частици оказват влияние върху климата. Те отразяват слънчевата светлина обратно в Космоса, могат да спомогнат за образуването на облаци и като цяло имат охлаждащо влияние - но някои аерозоли като саждите затоплят въздуха, тъй като поглъщат слънчевата светлина. "Връзките между аерозолите и климата са много и сложни", казвa Белуин, но са важни, когато се "опитваме да проектираме какво ще се случи с климата през следващите десетилетия".
Обикновено е трудно да се разграничат климатичните ефекти на аерозолите от тези на нарастващите емисии на парникови газове. "Това, което ни даде карантината, е бърза, кратка промяна във влиянието на една от тези причини, обяснява Белуин. Аерозолите напускат въздуха за броени дни, така че би трябвало да можем да видим ефектите, ако се вгледаме внимателно."
Сега изследователите планират да симулират климат със и без ефекта от карантината, за да видят дали техните модели съответстват на наблюденията. "Това ще ни помогне да подобрим нашите климатични модели, казва Белуин. След това тези уроци могат да бъдат приложени към по-големи въпроси за цялостното влияние на аерозолите върху климата и обществото."
