Ученые разработали новую модель для измерения выбросов от транспортных средств

Исследователи из Бостонского университета создали новую детальную (bottom-up) модель для оценки дорожных транспортных выбросов. Модель будет применяться в Массачусетсе для более точного анализа данных о трафике на уровне дорог, полученных из Системы мониторинга работы автомагистралей (HPMS). Результаты опубликованы в журнале Environmental Science and Technology.

Точное измерение выбросов критически важно для эффективного регионального планирования, поскольку на дорожный транспорт приходится 28% всех выбросов CO₂ от ископаемого топлива в США. Существующие методы, основанные на пространственных прокси-переменных (например, плотность населения или дорог) для детализации данных национального или штатного уровня, не позволяли эффективно оценивать выбросы на региональном уровне из-за ограничений данных.

Новая модель использует обширный временной набор данных, позволивший построить высокодетальные оценки выбросов с высоким пространственным разрешением. Это позволило проанализировать тенденции выбросов в пространстве и времени и сравнить результаты с другими инвентаризациями. Поскольку оценки не зависят от прокси-переменных, команда смогла провести регрессионный анализ влияния плотности населения на выбросы на уровне отдельных городов. Этот подход дает градостроителям ценный инструмент, так как интенсивность выбросов, вероятно, тесно связана с характеристиками застроенной среды. Еще одно преимущество — возможность исследовать взаимосвязь выбросов, населения, дохода и землепользования.

Сравнение с другими базами данных (EDGAR, Vulcan) и оценками на основе статистики потребления топлива (FHWA) показало, что новая модель в среднем отличается от оценок FHWA менее чем на 8,5% и находится в пределах 5% от оценок Vulcan.

Используя модель, ученые обнаружили в Массачусетсе, что плотность населения положительно коррелирует с транспортными выбросами при плотности менее 2000 человек на км². Однако выше этого уровня корреляция становится отрицательной: выбросы медленно снижаются до плотности 4000 чел./км², а затем падение ускоряется. Это указывает, что снижение выбросов с ростом плотности ожидается только в плотных городских ядрах. Для менее плотных городов увеличение плотности населения, скорее всего, приведет к росту выбросов внутри города.

«Эти результаты подчеркивают ценность использования инвентаризации выбросов с высоким пространственным и временным разрешением, — говорит соавтор исследования Люси Хутира. — Сохранив локальные вариации и не используя плотность населения как прокси для пространственного распределения, мы смогли выявить форму взаимосвязи между выбросами CO₂ и плотностью населения на уровне муниципалитетов». Исследование также демонстрирует потенциальные риски использования линейных предикторов при детализации инвентаризаций выбросов.