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一些衛星並非用於搜尋異常天氣或敵方導彈,而是在幫助研究人員追蹤和預測致命疾病的傳播。
隨著H1N1 豬流感的全球大流行和 H5N1 禽流感的持續蔓延,科學家們迫切希望更好地預測傳染病的傳播,並正在尋找新的工具,即使這些工具遠在數百英里的高空。
“理想情況下,我們可以預測導致霍亂、瘧疾甚至禽流感等重大疫情爆發的條件,”緬因州比德福德市新英格蘭大學的 蒂姆·福特 說。福特和一組專家共同撰寫了一篇展望性論文(pdf),該論文將於下個月在《新發傳染病》雜誌上發表,其中提議利用透過衛星追蹤的環境資料來預測疾病爆發。
福特說:“隨著氣候變化,甚至在我們的許多天氣模式中,[它]直接影響疾病的分佈。”例如,漢坦病毒,這種由齧齒動物傳播的肺部疾病,已與降雨量的變化有關。降雨量增加,植被就會增加,從而為齧齒動物種群提供食物。在疫情爆發之前,在相關條件出現時就確定一個區域,可以為傳播公共衛生資訊爭取寶貴的時間。
衛星成像還可以幫助預警霍亂爆發,預計氣候變化將使霍亂疫情更加嚴重。衛星提供關於水面溫度的資訊,這對這種水源性疾病的傳播至關重要。一項研究發現,在某些地區,向人們提供簡單的預防指導,例如用紗麗布過濾水,可以將霍亂相關的死亡人數減少約 50%。
遙感資料已被用於繪製亞洲禽流感的分佈圖。俄克拉荷馬大學諾曼分校空間分析中心副主任 肖嚮明 一直在透過尋找關鍵的棲息地和天氣變化來追蹤這種高致病性流感的可能爆發。家鴨——被認為是該疾病的主要攜帶者——是東南亞稻田的常見居民,而候鳥——次要攜帶者——的遷徙可以根據溫度進行預測。因此,肖嚮明和他的團隊利用來自衛星的土地利用和溫度資訊,可以透過估計鳥類將要到達的地點來追蹤流感的傳播。
肖嚮明解釋說,如果將來自衛星的視覺資料與來自雷達和 LiDAR(雷射探測和測距,提供關於 3-D 輪廓的雷射測量資料)的資訊相結合,研究人員真的可以將某些疾病的預測精確到樹線級別。“你可以觀察……牧場草原到森林的過渡,”他說,這些棲息地決定了鹿的活動範圍。“這對於蜱傳疾病,如萊姆病,具有非常重要的意義。”
然而,許多衛星工作仍然依賴於晴朗的天空。而且,所有這些工作都依賴於來自 NASA 及其 地球觀測系統等願意提供者的高質量資訊,研究人員希望這些資訊的可用性在未來能夠持續下去。
即使有最清晰的 NASA 影像,當前的方法也遠非完美。它們使用複雜的模型和不完整的資訊,存在誤報和漏報疫情的風險。
衛星資料仍然只是等式的一部分。福特說,它們讓研究人員開始“退後一步,從遠處觀察全域性”。他和其他人嚴重依賴地面測量和觀察。肖嚮明指出,“原位觀測仍然非常非常重要。所以關鍵是將這些結合起來——這是一個真正的挑戰。”
為了使預測儘可能精確,需要了解不僅是被研究地點的生態,還需要了解疾病和人類群體的生態。“你會在不同地區看到巨大的差異,”福特在談到疾病的行為方式時說,“在某種程度上,[這歸因於]僅僅是人類行為的差異。”
例如,從衛星成像判斷禽流感傳播的嚴重程度,需要了解某些地區飼養家雞和家鴨的可能性有多大——這種做法在家禽消費量較高的國家更為普遍,肖嚮明解釋說。他指出,獲得精確的家禽生產統計資料可能是一個真正的挑戰,因為各國家和地區之間的記錄儲存差異可能很大。
但福特認為,即使存在這些限制,“我們完全有理由能夠說,‘今年夏天將是漢坦病毒肆虐的一年’或‘這個季節很可能存在很高的霍亂風險’。”
新型或長期潛伏的疾病為遠端預測帶來了更多挑戰。“我們是否可以預測新發疾病是另一個完全不同的問題,”福特說,特別是當它們的傳播媒介或風險因素可能需要時間來評估時。一些在人群中傳播的疾病,除了研究人員已經瞭解的季節性週期(如季節性流感)之外,可能幾乎不可能使用衛星和環境資料進行預測。例如,非季節性 H1N1 流感,“可能更多地與人類行為模式[和]國家之間的快速交通有關”,而不是可以繪製地圖的環境變化,福特說。
福特指出,預測傳染病是遏制傳染病的關鍵一步。“憑藉我們所有的醫療進步和衛生進步……我們仍然未能解決疾病問題,”他說。但他對基於衛星的預測的未來充滿希望——即使在氣候變化和全球化的世界中,它變得越來越有必要。“地球上真的沒有任何地方可以真正讓病原體保持孤立,”他說。