Monitoraggio della CO2: ora possiamo collegare direttamente le emissioni alla combustione di combustibili fossili quasi in tempo reale

Un modo per distinguere tra le emissioni naturali di anidride carbonica e quelle derivanti dalla combustione di combustibili fossili potrebbe aiutare le città e i paesi a monitorare i loro progressi nella riduzione delle emissioni

Ambiente


22 aprile 2022

Centrale a carbone di Ratcliffe-on-Soar nel Regno Unito

eye35.pix / Alamy

Un modo per misurare direttamente l’anidride carbonica rilasciata dalla combustione di combustibili fossili potrebbe aiutare le città e i paesi a monitorare i loro sforzi per ridurre le emissioni quasi in tempo reale.

“Siamo in una finestra temporale sempre più stretta per farlo, quindi penso che abbiamo davvero bisogno di sapere qual è la situazione il più rapidamente e accuratamente possibile”, afferma Penelope Pickers dell’Università dell’East Anglia, nel Regno Unito.

Al momento, i governi e le organizzazioni di ricerca stimano le emissioni complessive dei paesi sulla base di dati come la quantità di petrolio o gas venduto. Sebbene le stime iniziali siano spesso effettuate abbastanza rapidamente, possono essere necessari anni per compilare completamente queste informazioni e le stime possono variare notevolmente.

Misurare direttamente le emissioni di combustibili fossili aiuterebbe a confermare l’accuratezza di queste stime basate sull’inventario e rivelerebbe più rapidamente se le politiche di riduzione delle emissioni stanno funzionando o meno. Potrebbe anche consentirci di monitorare la quantità di emissione di regioni o città specifiche.

Ma tali misurazioni sono estremamente difficili, perché le piante assorbono o rilasciano quantità variabili di CO2 quando le stagioni cambiano e il tempo cambia. È come stare su una spiaggia e cercare immediatamente di capire se la marea sta entrando o uscendo, poiché le onde vanno e vengono costantemente.

Quindi, mentre l’aumento globale a lungo termine della CO2 atmosferica dovuto all’attività umana – da circa 280 parti per milione prima della rivoluzione industriale a quasi 420 ppm di oggi – è cristallino, il quadro regionale a breve termine lo è molto meno.

I ricercatori hanno provato vari modi per misurare direttamente le emissioni di combustibili fossili. Uno è determinare quale proporzione di CO2 è sotto forma dell’isotopo radioattivo carbonio-14, che non si trova nei combustibili fossili perché decade nel tempo e le forniture di petrolio e gas hanno milioni di anni. Ma ciò richiede la raccolta di campioni in flaconi, quindi la misurazione continua non è possibile. Inoltre, alcuni tipi di reattori nucleari emettono carbonio-14, oscurando il quadro.

Il team di Pickers ha utilizzato un approccio alternativo basato sulla misurazione simultanea dell’ossigeno atmosferico e della CO2. Quando la materia vegetale viene utilizzata come cibo, decade o brucia, il rapporto tra l’ossigeno perso dall’atmosfera e l’aumento di CO2 è di circa 1,1. Per il carbone è circa 1,2 e per il gas è 2.

I ricercatori hanno utilizzato le misurazioni effettuate presso l’Osservatorio atmosferico di Weybourne sulla costa del Norfolk per calcolare le emissioni dal Regno Unito meridionale dal 2020. Hanno utilizzato l’apprendimento automatico per stimare in che modo i cambiamenti nella direzione del tempo e del vento influiscono sui livelli di ossigeno e CO2 nell’area.

Il team è stato in grado di rilevare i cali delle emissioni di combustibili fossili durante il primo e il secondo blocco del covid-19 in Inghilterra. “Il Covid è stato un ottimo esempio di un cambiamento molto improvviso e improvviso”, afferma Pickers.

Con circa quattro osservatori, sarebbe possibile misurare le emissioni dalla Gran Bretagna, dice. Sarebbe necessario di più per monitorare le singole città.

Lo studio dimostra chiaramente che il metodo è efficace, afferma Brad Weir del Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland. Ma la costruzione di stazioni di monitoraggio in tutto il mondo richiederebbe molto tempo e denaro, dice.

“Se avremo un sistema di monitoraggio dei combustibili fossili e del carbonio, inizieremo con i satelliti”, afferma Weir.

Il suo team ha riferito l’anno scorso che le riduzioni delle emissioni di anidride carbonica dovute alla pandemia erano rilevabili utilizzando i satelliti di rilevamento della CO2 esistenti e nei prossimi anni si prevede di lanciare più missioni incentrate sul rilevamento di questo gas.

Pickers afferma che il problema con i satelliti è che non possono rilevare la CO2 attraverso le nuvole e non possono distinguere tra emissioni di combustibili fossili e biologiche. Invece, le stime satellitari si basano su modelli computerizzati dei processi naturali per determinare le emissioni di combustibili fossili.

Ma questi modelli sono informati dai dati e possono essere estremamente accurati, afferma Weir, che sottolinea che il team di Pickers fa affidamento sulla “scatola nera” dell’apprendimento automatico.

In definitiva, i migliori risultati possono derivare dall’utilizzo di tutti i diversi metodi. “Dovremmo adottare un approccio combinato”, afferma Pickers.

“Dovremo integrare tutte queste osservazioni”, afferma Weir.

Riferimento del giornale: La scienza avanzaDOI: 10.1126 / sciadv.abm3952

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