https://frosthead.com

Как учените използват климатични модели, за да прогнозират огнища на комари

Малко природни явления представляват по-голяма заплаха за хората, отколкото рояк от комари, изригващи от струпвани в почвата яйца. Тези кръвожадни заплахи могат да носят множество болести, като Зика, Западен Нил и малария, което прави комарите най-смъртоносните животни в света.

Болестите, пренасяни от комари, заплашват милиарди хора и макар болестите да се различават в биологията и географията, повечето, ако не и всички, се изострят от климатичните промени. Учените прогнозират, че затоплящият свят ще покани разпространението на повече комари и повече болести, заплашвайки милиард повече хора през следващите 60 години. Но дългосрочните прогнози са трудни за действие и експертите по обществено здраве смятат, че краткосрочните прогнози биха могли да помогнат за по-добри програми за стартиране, за да спасят живота на хората днес.

През последните 20 години учените, изучаващи метеорологичните модели, съчетават как данните в реално време могат да помогнат да предскажат огнища на болести, пренасяни от комари седмици или дори месеци, преди насекомите да излязат от земята. Тези инструменти могат да осигурят механизъм за предотвратяване на милиони смъртни случаи, проследяване на мусоните и други дъждовни цикли за прогнозиране на събития от излюпване на комари.

„Смятам, че проблемите са неоспорими“, казва Джули Trtanj, водещ климат и здраве в Националната администрация за океан и атмосфера (NOAA). По-топлите температури, по-честите засушавания, опустошителните горски пожари и мощните урагани имат значително влияние върху общественото здраве - а сезонното раждане на милиони комари, обвързано с метеорологичните условия, е може би най-големият риск за общественото здраве от всички тях. „Факт е, че можем да го наблюдаваме. Можем да го прогнозираме. И трябва да направим нещо по въпроса. "

Избухвания могат да се случат с миг на око. Вирусът Zika, пренесен от комари Aedes aegypti, зарази над милион души само през 2015 г. Годишните огнища на инвалидизиращия вирус чикунгуня често засягат и милиони. В Източна Африка различни видове комар Aedes ( Aedes mcintoshi и Aedes ochraceus ) заплашват хората и добитъка със сезонни огнища на треска в долината на Рифт (RFV).

Към края на сезона на дъждовете тези комари снасят яйцата си в плитки тревни площи или дамбоси. Когато месеците силни дъждове наводнят района на следващата година, тези яйца започват да се излюпват на партиди, поддържайки постоянен поток от милиони потенциални носители на болести.

Комар се роди Ларви на домашни комари ( Culex pipiens ). (DeAgostini / Гети изображения)

За Assaf Anyamba, учен от научните изследвания на НАСА, отдел за науки за земята, огнищата на валежите са един от основните виновници: климатичният модел на El Niño. През 1997 г. Анамба започва да изучава как топлият цикъл на Ел Ниньо (и прохладният цикъл на Ла Ниня) може да се свърже с скока при болест, пренасяна от комари.

Той и неговият екип - колаборация, включваща НАСА, NOAA, Министерството на отбраната и Министерството на земеделието - събраха планини от данни. Те проследяват повърхностните температури на сушата и морето, следват очакваните климатични модели и наблюденията на времето и използват сателитни снимки за изчисляване на валежите (живата зелена растителност е ясен знак за добре напоената земя). Всички тези показатели бяха събрани в един инструмент, който може да определи региони, изложени на риск от огнища на треска в долината на Рифт. През 2006 г. RVF Monitor направи първото си прогнозиране.

„Нищо подобно не се е опитвало досега, просто да излезе на крайника и да направи прогноза“, казва Анямба. Въз основа на откриването на инструмента за силни условия в Ел Ниньо, Съединените щати отправят предупреждение към източноафриканските страни за високия риск за RVF през септември 2006 г. „Това беше много смело твърдение от нас, но решихме, че сме на нещо. "

Както се оказва, те са били на нещо. До ноември същата година учените в региона потвърдиха вируса. Инструментът на екипа успешно прогнозира заболяването месеци преди появата му. Anyamba приписва част от успеха на солидната наука, а другата - на силните международни връзки. Регионалните правителства и международната общност мобилизираха животоспасяващи ресурси два месеца, преди в противен случай да реагират на предстоящото огнище.

Карта на дъжда Карта, показваща райони с необичайно високи (сини) или ниски (червени) валежи. Силните валежи са свързани с висок риск за RVF. Сушата се свързва с риска от денга, Зика и чикунгуня. (Assaf Anyamba et al. / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

Изследователската група продължи да усъвършенства техния инструмент за предсказване на комари, докато международните отношения в света на общественото здраве се развиват допълнително. Anyamba казва, че прогнозата за 2006 г. е била „доказателство за концепцията“, но че техните гледни точки са определени в глобален мащаб.

През 2014 и 2015 г. екипът засече какво ще стане една от трите най-силни системи на El Niño от 1950 г. Те издадоха предупреждения в световен мащаб, като задействаха алармата за заболявания като малария в Бангладеш, RVF в Източна Африка и денга и Зика в Бразилия ( където високите температури и сушата, причинени от Ел Ниньо в Западното полукълбо, могат да предизвикат огнища).

За RVF седем агенции се събраха, за да издадат първото по рода си „Известяване на новия риск за здравето“, базирано на новия модел. „Ако постъпим правилно, никой няма да чуе за избухване на треска на Рифт Вали през 2016 г., защото няма да има такава“, каза тогава Тртандж.

Дамбосите наводниха. Комарите се появиха. Но хората и добитъка бяха пощадени в Източна Африка. Според Anyamba, правителствата са активни относно ваксинациите на животни и информационните кампании. "Те взеха сериозно съобщението", казва той. „Това ви казва, когато бюрокрациите приемат информация своевременно, какво може да се случи.“

На запад в Нигер са открити 105 случая на RVF, което води до 28 смъртни случая. Разликите в превенцията на болестите вероятно се дължат на различни държавни ресурси и отговори.

овца Овце във ферма в Руиру близо до Найроби, Кения. През 2007 г. климатичният модел помогна да се прогнозира огнището на RVF, но хората и добитъка все още бяха засегнати. През 2016 г. моделът помогна да се предотврати избухването изцяло. (Кен Линтикум и Асаф Анямба)

Trtanj подчертава важността на международните партньорства. „Става въпрос за изграждането на доверие“, казва тя. Да си уверен в науката е едно, но са нужни години, за да се развият основните институционални връзки, необходими за превръщането на науката в действие. Обществените образователни кампании също могат да бъдат жизненоважни. В Кения, финансираният от СЗО радиопредавания, за да предупреди местното население и предпазливост срещу месо от болен добитък. Все пак те вярват, че постоянното наблюдение и докладване на болестите може да бъде подобрено.

Според Световната здравна организация повече от половината от 7, 5 милиарда души в света са изложени на риск от заболявания, пренасяни от комари. Много от тези заболявания включват същия род комари. Както Anyamba, така и Trtanj предвиждат използването на климат за облекчаване на тази огромна глобална тежест.

„Цялата идея тук всъщност не е, че ще можете да елиминирате напълно болестта“, казва Анамба. „Но всъщност е в състояние да управлявате и свеждате до минимум.“

През последните три години екипът на Anyamba насочи вниманието си към прогнозиране на заболявания от комарите Aedes aegypti, които предават Zika, денга и chikungunya. Те използват изкуствен интелект, за да абсорбират данни от сателитни снимки, климатични и метеорологични наблюдения, гъстота на населението и доклади за огнища в реално време - всичко това, за да определят региони, изложени на риск от огнище на чикунгуня. Приложение, наречено CHIKRisk, се разработва в партньорство с Агенцията за намаляване на заплахите от защитата на DoD за публично пускане по-късно тази година.

„Няма причина с възможностите за данни, наблюдение и моделиране в света, че все още сме изненадани от епидемията от болести“, казва Trtanj. „Трябва да знаем по-добре. Можем да се справим по-добре. Все още не трябва да бъдем хващани с плоски крака. "

Как учените използват климатични модели, за да прогнозират огнища на комари