Steden zijn verantwoordelijk voor meer dan 70% van de totale wereldwijde uitstoot van broeikasgassen (BKG). De mogelijkheid om de BKG-emissies van steden te monitoren is een belangrijk vermogen om klimaatmitigatie-activiteiten te ondersteunen in reactie op de Overeenkomst van Parijs. Onderzoekers gebruiken gegevens die zijn verzameld van meerdere platforms, zoals grondgebonden systemen, vliegtuigen en satellieten om een ​​op wetenschap gebaseerde monitoringcapaciteit tot stand te brengen. Een onderzoek door een internationaal team, nu gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , onderzocht de gegevens die werden verzameld door commerciële vliegtuigen en toonde het potentieel van de vliegtuiggegevens om bij te dragen aan de wereldwijde monitoring van de uitstoot van broeikasgassen.

Het CONTRAIL-programma (Comprehensive Observation Network for TRace-gassen door AIrLiners) is het unieke vliegtuigobservatieproject van Japan. Sinds 2005, het CONTRAIL-team heeft atmosferische CO . met hoge precisie bereikt ₂ metingen met instrumenten aan boord van commerciële vliegtuigen van Japan Airlines (JAL). "Na de vliegtuigmetingen die ik in 1993 heb uitgevoerd tussen Tokio en Australië, en gedurende mijn hele loopbaan had volgehouden, het CONTRAIL-programma heeft zijn wereldwijde netwerk voortdurend uitgebreid en heeft gegevens verstrekt om het koolstofbudget van deze planeet te begrijpen, " zei Hidekazu Matsueda, co-auteur van de studie en onderzoeker aan het Meteorological Research Institute, Japan.

Onlangs, het team analyseerde duizenden verticale stijgende en dalende metingen boven luchthavens en karakteriseerde CO ₂ voor het eerst variaties in 34 grote steden wereldwijd. Luchthavens bevinden zich vaak in de buurt van grote steden om een ​​gemakkelijke toegang te garanderen. Het CONTRAIL-vliegtuig vliegt bijna dagelijks op en neer over Narita International Airport (7, 692 keer in totaal in 2005-2016) en zijn in staat om de atmosferische chemische handtekening van de Greater Tokyo Area te verkrijgen. Het onderzoeksteam onderzocht gegevens die zijn verzameld rond vergelijkbare geografische locaties van grote luchthavens ten opzichte van grote stedelijke centra wereldwijd om stedelijke CO . op te halen ₂ emissiehandtekeningen uit de gegevens.

"We hebben miljoenen observatiegegevens geanalyseerd die zijn verzameld op en rond de Tokyo Narita Airport en hebben duidelijke CO . gevonden ₂ verbeteringen wanneer de wind uit de Greater Tokyo Area komt, "Taku Umezawa, hoofdauteur van de studie en onderzoeker bij het National Insititute for Enviromental Studies, Japan, zei. "Dat was wereldwijd ook het geval voor andere luchthavens, zoals Moskou, Parijs, Peking, Osaka, Sjanghai, Mexico Stad, Sydney en anderen."

Het team onderzocht ook de omvang van CO ₂ variabiliteit in de laagste atmosfeer boven deze luchthavens. "Korte termijn veranderingen in de CO ₂ concentraties in de lagere atmosfeer worden geassocieerd met verschillende factoren, zoals het bovenwindse patroon van CO ₂ emissies en opnames, het vliegpad en zijn geografische positie ten opzichte van de locaties van emissies en opnames, en meteorologische omstandigheden tijdens elke landing en start, " zei Kaz Higuchi, co-auteur van de studie en adjunct-hoogleraar Environmental Studies, Universiteit van York, Canada. "Ondanks deze complexe omstandigheden waaronder de metingen worden gedaan, het was heel interessant dat we een verband vonden tussen de grootte van CO ₂ variabiliteit en CO ₂ emissies van een nabijgelegen stad." De resultaten laten zien dat de op commerciële vliegtuigen gebaseerde CO ₂ dataset kan consistent schattingen van stedelijke emissies leveren in combinatie met een atmosferisch modelleringskader.

"Maar nog steeds, er ontbreken stukken om de fysieke link met stadsemissies te onderzoeken om stedelijke monitoring vast te stellen, " zei Tomohiro Oda, wetenschapper van de Universities Space Research Association, Maryland, ONS., die met het team samenwerkte als PI van een door NASA gefinancierd emissiemodelleringsproject. "Steden worden verantwoordelijk geacht voor meer dan 70% van de wereldwijde door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen. Nauwkeurige schatting van CO ₂ emissies uit stedelijke gebieden is dus belangrijk voor effectieve emissiereductiestrategieën."

Deze studie suggereert dat metingen van commerciële vliegtuigen nuttige stedelijke CO . kunnen verzamelen ₂ gegevens die complementair zijn aan de gegevens die zijn verzameld van andere observatieplatforms, zoals grondstations en satellieten, om CO . te monitoren ₂ uitstoot van steden. Het voordeel van commerciële vliegtuigen is de grote wereldwijde ruimtelijke dekking van de metingen, zelfs in regio's waar er slechts schaarse meetnetwerken voor broeikasgassen zijn en gebieden waar het veiligstellen van metingen op de grond een uitdaging is, zoals in ontwikkelingslanden.

"Een verdere implementatie van soortgelijke CO ₂ instrumenten in andere binnenlandse en internationale vluchten zullen onze wereldwijde monitoringcapaciteit van steden aanzienlijk uitbreiden, " zei Toshinobu Machida, projectleider van het CONTRAIL-programma en hoofd van het Office for Atmospheric and Oceanic Monitoring bij het National Institute for Environmental Studies.