Innovazione nella stima delle emissioni di anidride carbonica dei combustibili fossili

Osservatorio atmosferico di Weybourne, Norfolk, Regno Unito. Credito: Grant Foster

Un team di scienziati del ghiaccio dell’Università dell’East Anglia (UEA) ha compiuto un importante passo avanti nel rilevare i cambiamenti nelle emissioni di anidride carbonica dei combustibili fossili in modo più rapido e frequente.

In uno studio pubblicato oggi hanno quantificato la CO da combustibile fossile regionale2 riduzioni delle emissioni durante i blocchi COVID-19 del 2020-2021, utilizzando misurazioni atmosferiche di CO2 e ossigeno (O2) dal Weybourne Atmospheric Observatory, sulla costa settentrionale del Norfolk nel Regno Unito

La stima utilizza un nuovo metodo per separare CO2 segnali provenienti da piante terrestri e combustibili fossili nell’atmosfera. In precedenza non era possibile quantificare i cambiamenti nella CO da combustibili fossili su scala regionale2 emissioni con elevata precisione e quasi in tempo reale.

I metodi esistenti basati sull’atmosfera non hanno in gran parte avuto successo nel separare la CO da combustibile fossile2 da grande CO naturale2 variabilità, in modo che le stime dei cambiamenti, come quelli che si verificano in risposta ai blocchi, debbano fare affidamento su fonti di dati indirette, la cui compilazione può richiedere mesi o anni.

L’atmosfera O2metodo basato, pubblicato sulla rivista Progressi scientifici, è in buon accordo con tre stime delle emissioni del Regno Unito a bassa frequenza prodotte durante la pandemia dal Department for Business, Energy and Industrial Strategy, Global Carbon Budget e Carbon Monitor, che hanno utilizzato metodi e combinazioni di dati diversi, ad esempio quelli basati sul consumo di energia .

Fondamentalmente, oltre ad essere completamente indipendente da altre stime, questo approccio può essere calcolato molto più rapidamente.

I ricercatori sono anche in grado di rilevare i cambiamenti nelle emissioni con una frequenza maggiore, come le stime giornaliere, e possono vedere chiaramente due periodi di riduzione associati a due periodi di blocco del Regno Unito, separati da un periodo di recupero delle emissioni quando le restrizioni COVID sono state allentate, durante l’estate del 2020.

I ricercatori dell’UEA, sede dell’unico O2 laboratorio di misurazione — ha lavorato con i colleghi dell’Università di Wageningen nei Paesi Bassi e del Max Planck Institute for Biogeochemistry, in Germania.

L’autore principale dello studio, il dott. Penelope Pickers, del Center for Ocean and Atmospheric Sciences dell’UEA, ha dichiarato: “Se gli esseri umani devono ridurre la nostra CO2 emissioni dei combustibili fossili e il nostro impatto sul clima, dobbiamo prima sapere quanto stanno cambiando le emissioni.

“Il nostro studio è un importante risultato nella scienza dell’atmosfera. Molti altri, basati esclusivamente sulla CO2 dati, non hanno avuto successo, a causa delle grandi emissioni degli impianti terrestri, che oscurano i combustibili fossili CO2 segnali nell’atmosfera.

“Usando atmosferico O2 combinato con CO2 per isolare il combustibile fossile CO2 nell’atmosfera ci ha permesso di rilevare e quantificare questi importanti segnali utilizzando per la prima volta un approccio “top-down”. I nostri risultati indicano che una rete di siti di misurazione continua ha un forte potenziale per fornire questa valutazione del combustibile fossile CO2 a livello regionale».

Attualmente, il combustibile fossile CO2 le emissioni sono ufficialmente riportate con un approccio “bottom-up”, utilizzando metodi contabili che combinano i fattori di emissione con le statistiche energetiche per calcolare le emissioni.

Questi vengono quindi compilati negli inventari nazionali delle emissioni stimate di gas serra (GHG) nell’atmosfera da fonti e attività antropogeniche, come edifici domestici, veicoli e processi industriali.

Tuttavia, gli inventari possono essere imprecisi, soprattutto nei paesi meno sviluppati, il che rende più difficile il raggiungimento degli obiettivi climatici.

Possono anche essere necessari anni per completare le valutazioni dell’inventario e, su scala regionale, o su base mensile o settimanale, le incertezze sono molto maggiori.

Un metodo alternativo per stimare le emissioni di gas a effetto serra consiste nell’utilizzare un approccio “top-down”, basato su misurazioni e modelli atmosferici.

L’inventario delle emissioni del Regno Unito è già stato informato e supportato con successo da valutazioni indipendenti dall’alto verso il basso per alcuni GHG chiave, come il metano e il protossido di azoto.

Ma per CO2il più importante GHG per il cambiamento climatico, questo non è mai stato possibile, a causa delle difficoltà di distinguere tra CO2 emissioni da combustibili fossili e da fonti vegetali terrestri nell’atmosfera.

Dott. Pickers ha dichiarato: “Il tempo necessario per il completamento degli inventari rende difficile caratterizzare i cambiamenti nelle emissioni che si verificano improvvisamente, come le riduzioni associate ai blocchi della pandemia di COVID.

“Abbiamo bisogno di un combustibile fossile affidabile CO2 stime delle emissioni in modo rapido e su scale più precise, in modo da poter monitorare e informare le politiche sui cambiamenti climatici per evitare di raggiungere i 2°C di riscaldamento globale.

“Il nostro O2basato sull’approccio è conveniente e fornisce informazioni ad alta frequenza, con il potenziale per fornire CO da combustibile fossile2 stime rapide e su scale spaziali più fini, come per contee, stati o città.

Il team ha utilizzato 10 anni di misurazioni orarie ad alta precisione di O2 e CO2 dal Weybourne Atmospheric Observatory, che sono supportati dal National Center for Atmospheric Science del Regno Unito. Avere misurazioni a lungo termine di questi gas importanti dal punto di vista climatico è stato fondamentale per il successo dello studio.

Per rilevare un segnale COVID, hanno dovuto prima rimuovere gli effetti del trasporto atmosferico sul loro O2 e CO2 set di dati, utilizzando un modello di apprendimento automatico.

Hanno addestrato il modello di apprendimento automatico sui dati pre-pandemici, per stimare la CO da combustibile fossile2 si sarebbero aspettati di osservare a Weybourne se la pandemia non si fosse mai verificata.

Hanno quindi confrontato questa stima con il combustibile fossile CO2 che è stato effettivamente osservato nel periodo 2020-2021, che ha rivelato la relativa riduzione di CO2 emissioni.

“Nuova quantificazione del combustibile fossile regionale CO2 riduzioni durante i blocchi COVID-19 utilizzando misurazioni dell’ossigeno atmosferico, “di Penelope A. Pickers et al., è pubblicato in La scienza avanza venerdì 22 aprile 2022.



Maggiori informazioni:
Penelope A. Pickers, Nuova quantificazione delle riduzioni regionali di CO2 dei combustibili fossili durante i blocchi COVID-19 utilizzando misurazioni dell’ossigeno atmosferico, La scienza avanza (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abl9250. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl9250

Fornito dall’Università dell’East Anglia

Citazione: svolta nella stima delle emissioni di anidride carbonica dei combustibili fossili (2022, 22 aprile) recuperata il 23 aprile 2022 da https://phys.org/news/2022-04-breakthrough-fossil-fuel-carbon-dioxide.html

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