Исследователи смоделировали потоки выбросов углерода в городском регионе Бостона

США готовятся к выходу из Парижского климатического соглашения, в то время как города и штаты страны берут на себя ведущую роль в усилиях по сокращению выбросов CO₂. В этих условиях точные измерения антропогенных и биогенных выбросов углерода крайне важны для отслеживания прогресса муниципалитетов в достижении климатических целей.

Бостон (Массачусетс) поставил цели по сокращению выбросов на 25% по сравнению с уровнем 2005 года к 2020 году и достижению полной углеродной нейтральности к 2050 году. Совместная группа американских исследователей разработала модель, использующую данные по выбросам в Бостоне, которая точно количественно оценивает выбросы в городском регионе за 16 месяцев и способна обнаруживать изменения потоков более чем на 18%. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Выбросы наиболее высоки в городах из-за концентрации транспорта и углеродоемкой генерации энергии, что делает их идеальными полигонами для моделей мониторинга парниковых газов. Однако, хотя города и лидируют в усилиях по сокращению выбросов, большинство из них не ведет детальных инвентаризаций источников атмосферного углерода.

Исследователи отмечают, что выбросы оцениваются двумя основными способами: «снизу вверх» (на основе данных об использовании ископаемого топлива и его углеродного содержания) и «сверху вниз» (на основе измерений концентраций парниковых газов в атмосфере). Методологии и исходные данные для подхода «снизу вверх» могут меняться, создавая неопределенность. Поэтому ученые представляют новый метод «сверху вниз», основанный на обратном моделировании, который, по их данным, может количественно оценивать неопределенности в выбросах для выявления тенденций, вызванных политикой, экономическими изменениями и регулированием.

Исследователи пишут: «Это исследование использовало 16 месяцев измерений CO₂ на двух площадках в Бостоне и трех на границах города с высокоразрешающей моделью для оценки средних антропогенных выбросов в регионе в 0.92 кг C•м^-2•год^-1 (95% ДИ: 0.79 до 1.06), что на 14% выше, чем рассчитано по инвентаризации ACES». ACES — это первая региональная инвентаризация почасовых выбросов CO₂ от ископаемого топлива по секторам.

Новая модель имеет преимущества, включая использование так называемой «завесы концентрации CO₂», привязанной к наземным измерениям, но варьирующейся по высоте, что улучшило соответствие модели средним фактическим атмосферным измерениям на 40%. Кроме того, модель использует детальное представление городских биологических потоков, что критически важно для точности в течение пятимесячного вегетационного сезона. Улучшение транспортных моделей и данных дистанционного зондирования, по мнению авторов, еще больше сократит неопределенности, а развертывание аналогичных моделей в других городах мира позволит верифицировать достижение целей по сокращению выбросов.