Τι δείχνει για τον κορωνοϊό το προγνωστικό μοντέλο του Πανεπιστημίου Πατρών

To thebest.gr μίλησε με τον Επίκουρο Καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών στον τομέα Εφαρμοσμένης Φυσικής Γιάννη Κιουτσιούκη

Προγνωστικό μοντέλο για την εξάπλωση του κορωνοϊού έχει αναπτύξει το Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας του Πανεπιστημίου Πατρών σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Erlangen-Nuremberg. Πρόκειται για ένα δυναμικό σύστημα έξι διαφορικών εξισώσεων με έναν ιδιαίτερο βιολογικό μηχανισμό και κλιματική ευαισθησία των παραμέτρων του. Σε ποιες θερμοκρασίες εμφανίζεται ο ιός; Πώς μεταβάλλονται οι καμπύλες;Πόσοι είναι οι ασυμπτωματικοί. Πότε θα τελειώσει η πανδημία;

To thebest.gr μίλησε με τον Επίκουρο Καθηγητή του Πανεπιστημίου Πατρών στον τομέα Εφαρμοσμένης Φυσικής Γιάννη Κιουτσιούκη (Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας).

Πώς λειτουργεί το προγνωστικό μοντέλο για την εξάπλωση του κορωνοϊό; Ποιες παρατηρήσεις λαμβάνει υπόψιν;

Το προγνωστικό μοντέλο τροφοδοτείται με μία σειρά από δεδομένα. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιεί:

- τα επίσημα στοιχεία κρουσμάτων και θανάτων στην Ελλάδα, από το πρώτο κρούσμα μέχρι το τελευταίο (τρέχον)

- μία κλιματολογική χαρτογράφηση των κρουσμάτων παγκοσμίως που παράγουμε καθημερινά σύμφωνα με τα επίσημα στοιχεία κρουσμάτων κάθε χώρας και τις αντίστοιχες ημερήσιες μετεωρολογικές μετρήσεις

- τις εποχιακές κλιματικές προγνώσεις

Στον πυρήνα του μοντέλου βρίσκεται ένας κλιματολογικά προσαρμοσμένος βιολογικός μηχανισμός της εξάπλωσης του covid-19. Μέσα από μία σειρά δεκάδων χιλιάδων προσομοιώσεων, βαθμονομείται καθημερινά το μοντέλο ώστε αφενώς να αναπαράγει την υπάρχουσα επιδημιολογική κατάσταση, αφετέρου να παράγει προγνώσεις για την εξέλιξη της εξάπλωσης.

Ποια στοιχεία είναι σε θέση να μας δώσει και πότε;

Το μοντέλο έχει έξι προγνωστικές μεταβλητές, μεταξύ των οποίων είναι οι συμπτωματικοί, οι ασυμπτωματικοί και οι άνοσοι. Αυτές οι προγνώσεις μπορούν να είναι διαθέσιμες καθημερινά με χρονικό ορίζοντα μηνών.

Υπάρχουν κάποια πρώτα συμπεράσματα; Πώς δείχνει να εξελίσσεται η εξάπλωση του ιού;

Τα δεδομένα πριν από δύο μήνες έδειχναν ότι το 90% των κρουσμάτων παγκοσμίως εμφανίζεται εντός συγκεκριμένου εύρους της πυκνότητας των υδρατμών (απόλυτη υγρασία) στην ατμόσφαιρα. Αυτό έχει πλέον αλλάξει. Στην εργασία μας δείχνουμε ότι εντός της συγκεκριμένης ζώνης υγρασίας περιλαμβάνεται πλέον το ήμισυ της αρχικής εκτίμησης ενώ έχει επιμηκυνθεί σημαντικά το θερμοκρασιακό εύρος εμφάνισης των κρουσμάτων. Έχουν καταγραφεί κρούσματα σε θερμοκρασίες από -10 έως 32 βαθμούς κελσίου μέχρι στιγμής.

Η πρόγνωση πριν την άρση της καραντίνας ήταν ότι προς τα τέλη Μαΐου η επιδημία θα όδευε προς το τέλος της στην Ελλάδα. Μπορείτε να το δείτε στο σχήμα, όπου γίνεται σύγκριση μοντέλου-μετρήσεων από την αρχή της επιδημίας μέχρι τις αρχες Μαΐου. (μοντέλο: μπλε γραμμή, παρατηρήσεις: κόκκινες τελείες).

Όπως είχαμε πει και τότε, «στην πράξη είναι μάλλον απίθανο να συμβεί» καθώς θα χρειαζόταν ευλαβική τήρηση των κανόνων προστασίας σε δημόσιους χώρους από όλους μας. Την περίοδο που διανύουμε οι καμπύλες δεν έχουν πιάσει κάποιο plateau (δηλαδή η καμπύλη οριζόντια και να μη μεταβάλλεται άλλο) αλλά έχουν μικρή ανοδική πορεία.

Ποιο είναι το ποσοστό των ασυμπτωματικών;

Η εκτίμησή του μοντέλου είναι ότι το ποσοστό των ασυμπτωματικών κυμαίνεται στην Ελλάδα μεταξύ 20% και 40%. Αυτό θεωρούμε ότι αποτελεί την κατώτατη τιμή, δηλαδή οι ασυμπτωματικοί δεν μπορεί να είναι κάτω από αυτά τα ποσοστά. Τα αποτελέσματα των τεστ αντισωμάτων του πληθυσμού θα δείξουν πόσο θα αναπροσαρμοστούν προς τα πάνω τα νούμερα αυτά.

Υπάρχει δυνατότητα πρόγνωσης για την εξάπλωσή του στην Αχαΐα και τη Δυτική Ελλάδα;

Στην τρέχουσα μορφή του το μοντέλο λειτουργεί σε επίπεδο χώρας, καθώς τα επιδημιολογικά δεδομένα που το τροφοδοτούν είναι σε αυτή την κλίμακα.

Από τα μέχρι τώρα δεδομένα του μοντέλου, πότε θα τελειώσει η επιδημία;

Την απάντηση την έχουν δώσει ήδη οι λοιμωξιολόγοι. Το μοντέλο απλά επιβαβαιώνει μέσω άλλης οδού, το ίδιο συμπέρασμα. Η επιδημία πιθανότατα δεν πρόκειται να τελειώσει όσο συμβαίνουν ατυχήματα.

Το μοντέλο αξιολογείται καθημερινά και θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για την μελέτη επιπτώσεων διαφορετικών σεναρίων...

Από επιστημονική σκοπιά, η ανάπτυξη ενός προγνωστικού μοντέλου και η επαλήθευσή του με μετρήσεις επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού που εξετάζεται. Από επιχειρησιακή σκοπιά, η ύπαρξη ενός εξακριβωμένου προγνωστικού εργαλείου επιτρέπει τη μελέτη των επιπτώσεων διαφορετικών σεναρίων και την υιοθέτηση της κατάλληλης πολιτικής ex-ante.

Τα προγνωστικά μοντέλα αποτελούν το καλύτερο εργαλείο που διαθέτουμεγια τη λήψη αποφάσεων σε μακροπρόθεσμη κλίμακα. Για τη συγκεκριμένη χρήση, ένα μοντέλο θα πρέπει αφενός να είναι αξιόπιστο (να αναπαράγει τα ιστορικά δεδομένα) και αφετέρου να δίνει προγνώσεις που συνοδεύονται από προγνωστική αβεβαιότητα. Το μοντέλο μας πληρεί τις παραπάνω προδιαγραφές και σε αντίθεση με τα υπόλοιπα μοντέλα, είναι συζευγμένο με το κλίμα και άρα θα μπορούσε να δώσει μακροπρόθεσμες εκτιμήσεις όπως π.χ. το δεύτερο κύμα της επιδημίας για διαφορετικά επιδημιολογικά και κλιματολογικά σενάρια.

Με την ερευνητική μου ομάδα στο Πανεπιστήμιο Πατρών αναπτύσσουμε διαρκώς δυναμικά μοντέλα σε επιστημονικές περιοχές που έχουν άμεση επίδραση στον άνθρωπο (καιρός, κλίμα, αέρια ρύπανση, γεωργία ακριβείας, επιδημίες, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μεταξύ άλλων), τα οποία δοκιμάζονται εξονυχιστικά πριν χρησιμοποιηθούν επιχειρησιακά για λήψη αποφάσεων. Για παράδειγμα, εδώ και δύο μήνες παρέχουμε προγνώσεις για τον κίνδυνο εμφάνισης κρουσμάτων του κλιματολογικώς-εξαρτημένου ιού του Δυτικού Νείλου στην Περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας σε επίπεδο δήμου και από το τέλος του τρέχοντος μήνα θα επεκταθούν οι προγνώσεις και για τις Περιφέρειες Δυτικής Ελλάδας, Θεσσαλίας και Κρήτης.

Who is who

Ο Ιωάννης Κιουτσιούκης είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, όπου έκαναε και τις μεταπτυχιακές σπουδές του στη Φυσική της Ατμόσφαιρας. Το 1997 ξεκίνησε διδακτορικό στο ίδιο τμήμα και ένα χρόνο αργότερα πήρε υποτροφία Marie Curie και συνέχισε την διδακτορική διατριβή στο Joint Research Centre. Μετά την ολοκλήρωσή της το 2001, εργάστηκε σε διάφορα ερευνητικά ινστιτούτα.

(1. uncertainty and sensitivity analysis sector, JRC, 2001-2003. 2. Ομάδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης, Τμήμα μηχανικών περιβάλλοντος ΔΠΘ, 2003-2006. 3. Εργαστήριο φυσικής ατμόσφαιρας ΑΠΘ, 2007-2011. 4. airandclimateunitJRC 2012-2014). Τον Οκτώβριο του 2014 διορίστηκε Λέκτορας στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών.