Отслеживание выбросов ископаемого топлива с помощью углерода-14

Ученые из NOAA (Национального управления океанических и атмосферных исследований США) и Университета Колорадо разработали прорывной метод оценки национальных выбросов диоксида углерода от сжигания ископаемого топлива. Он основан на анализе проб атмосферного воздуха и измерении изотопа углерода-14, который десятилетиями используется для датирования археологических находок.

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, представлена первая в истории оценка выбросов CO₂ от ископаемого топлива в национальном масштабе, полученная путем наблюдений за CO₂ и его естественным радиоизотопом углеродом-14 в пробах воздуха, собранных Глобальной эталонной сетью NOAA по парниковым газам. Углерод в ископаемом топливе, захороненный на миллионы лет, полностью лишен ¹⁴C. Анализ степени обеднения CO₂ этим изотопом в пробах воздуха позволяет определить вклад сжигания топлива и производства цемента. Используя модель атмосферного переноса, ученые смогли выделить вариации CO₂ антропогенного происхождения и проследить их до источников на поверхности.

Этот метод предлагает новый независимый способ проверки инвентаризаций выбросов. Традиционные «восходящие» инвентаризации (например, отчет EPA) основаны на подсчете и масштабировании данных об использовании топлива, но их точность сложно оценить. «Нисходящие» методы, к которым относится новый подход, основаны на прямых измерениях концентраций газов в атмосфере и учитывают все секторы экономики, но ограничены плотностью сети наблюдений.

Команда рассчитала годовые и месячные оценки выбросов CO₂ от ископаемого топлива для США за 2010 год. Их оценка общего годового объема выбросов оказалась на 5% выше центральной оценки EPA и значительно выше данных других распространенных инвентаризаций, хотя и согласуется с обновленными данными продукта Vulcan. Ученые подчеркивают, что эти первые оценки следует считать предварительными, и работа по применению метода к данным последующих лет продолжается.

Расширение сети измерений ¹⁴C потенциально позволит рассчитывать выбросы для отдельных регионов, что важно для независимой оценки усилий по их сокращению, например, в Калифорнии или штатах-участниках Региональной инициативы по парниковым газам на востоке страны.