In februari 2001, voordat de Olympische ketel in Salt Lake City tot leven brulde en de schijnwerpers van de wereld op Utah richtte, wetenschappers van de Universiteit van Utah plaatsten de eerste van verschillende kooldioxide (CO ₂ ) sensoren bovenop een gebouw op de campus.

CO ₂ is een belangrijk broeikasgas dat leidt tot antropogene klimaatverandering, met steden over de hele wereld als grote uitstoters van CO ₂ . Nu vijf CO ₂ sensoren bewaken de lucht op locaties op de bodem van Salt Lake Valley. Het is de enige stedelijke CO . met meerdere locaties ₂ netwerk in de wereld met meer dan een decennium aan continue metingen - en het laat zien hoe stedelijke en voorstedelijke groei de CO2-uitstoot van een stedelijk gebied beïnvloedt ₂ uitstoot.

In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , een team onder leiding van atmosferische wetenschappers Logan Mitchell en John Lin meldt dat de wildgroei in de buitenwijken de CO .-uitstoot verhoogt ₂ meer uitstoot dan vergelijkbare bevolkingsgroei in een ontwikkelde stedelijke kern.

"De algemene gedachte is dat compactere steden per hoofd van de bevolking minder koolstof uitstoten, Lin zegt. "Sommige van deze steden hebben ook deze uitdijende randen. Deze plekken zijn minder 'groen', bij wijze van spreken. Die zich uitbreidende grens verschuift."

Het netwerk opbouwen

Vanaf de eerste sensor geplaatst bovenop het acht verdiepingen tellende William Browning Building op de U-campus, het netwerk is uitgebreid met sensoren in het Sugarhouse (geplaatst in 2005), Murray (2005) en Rose Park (2009) gebieden, alle goed gevestigde stedelijke en voorstedelijke buurten in de noordelijke Salt Lake Valley. Een sensor geplaatst op Hidden Peak, op de top van het Snowbird-skiresort in de Wasatch Mountains, maatregelen achtergrond CO ₂ niveaus.

CO ₂ sensoren vereisen intensief onderhoud en kalibratie, factoren die kunnen verklaren waarom weinig andere steden multisite-netwerken hebben. Lin zegt dat de belangrijkste drijvende kracht bij het creëren van het netwerk, echter, was een vooruitstrevende visie onder U-onderzoekers, oorspronkelijk geleid door Jim Ehleringer, Diane Pataki en Dave Bowling op de afdeling biologie. Door die visie Lin zegt, "We weten meer over CO ₂ in de Salt Lake Valley dan enig ander stedelijk gebied. Wij zijn een van de toonaangevende stedelijke CO ₂ netwerken, en de U staat daar centraal."

Bekijk hier de locaties van sensoren die in dit onderzoek zijn gebruikt.

Suburbane groei

Een extra sensor werd geplaatst in de zuidwestelijke hoek van de vallei, bedoeld om landelijke gebieden te vertegenwoordigen. Maar die sensor gelegen net ten westen van Zuid-Jordanië, heeft enkele van de meest interessante resultaten opgeleverd. Hoewel het gebied uit open velden bestond toen de sensor in 2004 voor het eerst werd geplaatst, het is nu een drukte van belang, ontwikkeld gebied. De sensor pikt emissies op uit een groot deel van de regio, zo ver naar het oosten als Draper en zo ver naar het zuiden als Lehi.

"Dat deel van de vallei is een heel belangrijk deel van het verhaal, "zegt Lin.

"Je gaat van een landoppervlaktetype waar geen mensen in de buurt zijn en je hebt een voorstedelijke uitbreiding naar dit onontwikkelde land, "Mitchell voegt eraan toe. "Het verandert de CO ₂ emissiekader nogal wat."

De sensor in de zuidwestelijke hoek van Salt Lake Valley bood de mogelijkheid om het effect van bevolkingsgroei op emissies in verschillende landgebruiksgebieden direct te vergelijken. In dezelfde tijd explodeerde die bevolking in het zuidelijke deel van de Salt Lake Valley en de naburige Utah Valley, Salt Lake City groeide met ongeveer 10, 000 mensen. Maar de groei van CO ₂ uitstoot was niet vergelijkbaar met de groei die gepaard gaat met de uitbreiding van de voorsteden in het zuidelijke uiteinde van Salt Lake Valley.

Het onderzoeksteam concludeerde dat groei in CO ₂ emissies rond de vallei werd meer beïnvloed door het type buurt dan door het totale aantal mensen dat naar die buurt verhuisde.

“In het meer stedelijke gebied, daar is de bevolkingsgroei, maar het is in het volwassen deel van de stad, niet geassocieerd met groei in CO ₂ , ", zegt Mitchell. "Als je meer mensen toevoegt aan het centrum van Salt Lake City, ze gaan een bestaande plek binnen. Maar het is deze bevolkingsgroei in landelijke gebieden die een toename van CO . ziet ₂ uitstoot."

Vergelijken met wereldwijde gegevens

Het team vergeleek hun resultaten met vier inventarisaties van wereldwijde koolstofemissies om te zien of dezelfde trend aanhield. Net als bij de U-gegevens, uit de inventarisaties bleek dat de bevolkingsgroei niet direct gecorreleerd was aan de emissiegroei. Maar de inventarissen lieten een constante uitstoot zien boven de Salt Lake Valley, het niet vastleggen van de hoge CO ₂ groeipercentage in de buitenwijken.

Wereldwijde voorraden worden beter en verfijnder, zegt Mitchel. "Dit is het toppunt van inventarisconstructie - beginnen met het kijken naar ruimtelijke structuren in steden in deze inventarissen. Omdat geen enkele andere stad een langetermijnrecord heeft, niemand heeft de evolutie in de loop van de tijd in een stad kunnen bekijken."

Lin en Mitchell leiden nu een project genaamd CO ₂ -VS (CO ₂ -Urban Synthesis &Analysis network) om CO . te koppelen ₂ monitoringnetwerken in stedelijke gebieden in het hele land. "Sommigen hebben misschien drie tot vijf jaar aan gegevens, " zegt Lin. "We hopen onze krachten te bundelen en steden te vergelijken en te contrasteren."

lokaal, de volgende focus van het team ligt op het kijken naar de relaties tussen luchtkwaliteit en CO ₂ gemeten op hun torenlocaties (nu 12 en gelegen in omliggende bassins), evenals de luchtkwaliteitsgegevens die sinds 2014 zijn verzameld op mobiele sensoren die meerijden met lightrail-TRAX-treinen. De treinen, geëxploiteerd door de Utah Transit Authority, door de vallei, en de gegevens die ze verzamelen vullen de hiaten op tussen langdurige stationaire CO ₂ bewakingssites.

Lin is ook van plan om hun gegevens te gebruiken om prognoses te maken over de toekomst van de uitstoot van Salt Lake, inclusief het doel van de stad om CO . te verminderen ₂ uitstoot met 80 procent tegen het jaar 2040. "De hoop is dat wij of anderen die deze tools gebruiken, kunnen helpen bepalen waar het meeste waar voor hun geld is of dat 80 procent zelfs realistisch is gezien de verwachte bevolkingsgroei."

"Salt Lake City is een entiteit in de vallei, maar het is niet de enige, Mitchell zegt. "Als je de uitstoot met 80 procent vermindert en iedereen gaat verder van het werk en pendelt in, het lost het probleem niet echt op."

Dit onderzoek werd ondersteund door de National Science Foundation, de National Oceanic and Atmospheric Administration en het Amerikaanse ministerie van Energie.

de CO ₂ gegevens zijn openbaar toegankelijk. Gearchiveerde en realtime metingen zijn te vinden op air.utah.edu/ .