衛星画像は、コロナウイルスの大流行を受けて中国の都市で電気の明かりがどのように減ったかを示しています。
これは電力需要の減少を示す指標となります。
同じ手法は、混乱が収まり始めた後の需要の回復を追跡するためにも使えます。
新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）と、それが引き起こす疾患（COVID-19）は、2019年末に中国の武漢市でこのウイルスが初めて確認されて以来、世界中の市場に大きな混乱をもたらしてきました。
エネルギー分野では、中国における石油需要の劇的な減少に影響が最も顕著に表れています。また、世界の石油価格にも影響を与えています。国際エネルギー機関は、全体の需要は2020年を通じて1日あたり約35万バレル減少すると予測しています。同様に、米国エネルギー情報局は、石油の見通しを下方修正しており、ガソリンなどの石油製品についても同様です。
最近では、電力需要への影響、特に世界で最も深刻な打撃を受けた国の一つであるイタリアに関する分析も現れてきました。イタリアの電力需要は3月中旬時点で最大18%減少しました。電力需要は、家庭から企業や産業に至るあらゆる分野で使用されるため、経済活動の妥当な指標となります。
衛星データは、運輸部門からの排出量を調べるために使用されており、米国の主要都市で大幅な減少が確認されています。私たちはNASA/NOAAの衛星機器を使用して、中国の主要都市における電力使用量の減少を調べました。
夜間の明かり
電力の供給障害は世界中のどこでも起こり得ます。その多くは、台風、暴風、竜巻、地震などの自然災害に関連しています。戦争も停電の原因となり得ます。さらに、送電網の故障に関連する停電もあります。これらは燃料不足、老朽化した発電所、または欠陥のある送電システムから生じることがあります。こうした停電の発生頻度は、消費の伸びが発電・送電システムを上回る場合に高まると考えられます。場合によっては、電力会社が希少な資源を公平に配分する手段として、停電を輪番で実施することもあります。まれなケースとして、経済活動の減速があり、今回はパンデミックがその原因となっています。
衛星で観測された夜間の明かりを用いた研究の大多数は、コロラド鉱業大学のペイン研究所にある地球観測グループ（EOG）が作成した月次または年次の雲のない合成画像に基づいています。研究者がこれらを好む理由はいくつかあります。ファイルが汎用形式で提供されていること、入力データが太陽光、月光、迷光の混入を除外するよう審査されていること、そして年次の夜間の明かりのデータからバイオマス燃焼、オーロラ、その他の背景ノイズによる検出が除去されていることです。
私たちは、次の衛星が記録した夜間の明かりを用いて電力需要を簡単に調べました：可視赤外線撮像放射計スイート（VIIRS）— スオミ衛星に搭載された10億ドル規模の機器です。この機器は検出限界が極めて低いため、明るい都市部からほのかに照らされた農村集落まで、照明を検出して特徴づけることが可能です。VIIRSの主な任務は気象観測です。このセンサーは極軌道衛星に搭載され、3000kmの観測幅で、24時間ごとに昼夜の完全な画像セットを収集することができます。
COVID-19が照明に与えた影響
ある月の画像から別の月の画像を「差し引く」ことで、照明が暗くなった地域や明るくなった地域を特定することができます。照明の明るさレベルの年間変動を補正するため、2019年（2月）と2020年（1月）の中国の旧正月の前後の画像差分ペアを比較しました。具体的には、2018年12月から2019年3月を差し引いたものを、2019年12月から2020年2月を差し引いたものと比較しました。
武漢（湖北省）、長沙（湖南省）、西安（陝西省）はいずれも、2019年初頭と2020年初頭の間で照明需要に顕著な違いを示しています。赤色は照明が暗くなったこと（電力需要の減少を示す指標）を示し、シアンはその逆を示しています。今回取り上げた中国の3都市（以下の図1～3）では、画像の大部分が赤色です。
比較のため、新興国における別の大都市も検討しました。インドの首都デリーは、中国の都市とはまさに逆の傾向を示しています。3月25日時点で、インドではCOVID-19の確定症例が562件報告されています（中国本土の81,218件とは対照的です）。
この衛星データは、世界中の電気照明の位置と明るさを記録しており、電力需要レベルの指標として利用できます。EOGは、DNBデータから月次の全球雲・月光除去平均放射輝度プロダクトを作成しています。これは中国の需要減少を調べるために用いられ、その結果、武漢を含む中国の複数の都市で経済活動の減少が反映されていました。この手法を用いて、ウイルスによる混乱が収束するにつれて通常の活動水準が回復していく様子を監視することも可能なはずです。
