Forskere modellerer kulstofemissionsfluxer i Bostons byregion

Mens USA forbereder sig på at trække sig fra Paris-klimaaftalen, byer og stater over hele landet har taget føringen i atmosfæriske CO2-reduktionsbestræbelser. Derfor, nøjagtige målinger af menneskeskabte og biogene kulstofemissioner er afgørende for at spore kommunernes fremskridt med at nå klimamålene.

Boston, Massachusetts, har vedtaget reduktionsmål, der omfatter reduktion af emissioner 25 procent under 2005-niveauet inden 2020, og total CO2 -neutralitet i 2050, når verdens befolkning forventes at nå 6 mia. Et samarbejde mellem amerikanske forskere har udviklet en model, der bruger Boston-emissionsdata, der nøjagtigt kvantificerer emissioner i Boston-byregionen i en periode på 16 måneder, og de rapporterer, at den er i stand til at detektere fluxer på mere end 18 procent. De har offentliggjort deres resultater i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Emissionerne er højest i byer, som har de største koncentrationer af køretøjsbrug og kulstofbaseret elproduktion, og byer er derfor ideelle testpladser til modeller for drivhusgasovervågning. Imidlertid, selvom byer fører an i bestræbelserne på at reducere emissioner, de fleste har ikke vedtaget detaljerede opgørelser over atmosfæriske kulstofkilder.

Forskerne bemærker, at emissioner i vid udstrækning vurderes på to måder:en "bottom-up" tilgang, der udleder anvendelse af fossilt brændstof fra forskellige kilder kombineret med kulstofindholdet i brændstoffet; og en "top-down" tilgang, der kvantificerer emissioner baseret på drivhusgasemissioner (GHG) målt i atmosfæren.

Metoderne og inputdata til bottom-up overvågning kan ændres mellem vurderinger i forskellige år, skabe usikkerhed om flux. Forskerne præsenterer derfor en ny top-down metode baseret på invers modellering, som de rapporterer, kan kvantificere usikkerheder i emissioner for at opdage tendenser forårsaget af politik, økonomiske ændringer og reguleringer. Den omvendte model kan også bruges til at overvåge bottom-up opgørelser af kulstofbrændstoffer.

Forskerne skriver, "Denne undersøgelse brugte 16 måneders CO2-målinger på to steder i Boston og tre grænsesteder uden for byen med en højopløsningsmodelleringsramme for at kvantificere de gennemsnitlige menneskeskabte emissioner i regionen til at være 0,92 kg C•m ^-2 •y ^-1 (95 procent CI:079 til 1,06), hvilket er 14 procent højere end det beregnede af ACES-opgørelsen."

ACES er den første regionale bottom-up-opgørelse over timers CO2-emissioner fra fossile brændstoffer på tværs af kulstofemitterende sektorer. Den nye top-down model har et par fordele. Den ene er et såkaldt CO2-koncentrationsgardin, der er bundet til overflademålinger, men varierende i højden - forskerne rapporterer, at denne repræsentation forbedrede overensstemmelsen mellem det gennemsnit, de modellerede og faktiske atmosfæriske målinger med 40 procent.

For det andet modellen bruger en detaljeret repræsentation af urbane biologiske fluxer. Uden denne repræsentation, det er ikke muligt at generere en nøjagtig model i løbet af den fem måneder lange vækstsæson.

Forskerne bemærker, at forbedring af transportmodeller og telemålingsdata vil indsnævre usikkerheden yderligere, og at implementering af lignende modelleringsrammer i andre byer rundt om i verden ville verificere opnåelsen af ​​emissionsreduktionsmål.

© 2018 Phys.org