In de zes weken nadat de San Francisco Bay Area het eerste huisvestingsmandaat van het land had ingesteld als reactie op de groeiende COVID-19-pandemie, regionale uitstoot van kooldioxide daalde met 25%, bijna allemaal als gevolg van een daling van bijna 50% in het wegverkeer, volgens een nieuwe studie van de Universiteit van Californië, Berkeley.

Hoewel de uitstoot sindsdien gestaag is toegenomen, de dramatische reactie op een scherpe verlaging van de verbranding van fossiele brandstoffen door voertuigen laat zien hoe effectief een overstap naar een breed gebruik van elektrisch aangedreven voertuigen het belangrijkste broeikasgas dat verantwoordelijk is voor klimaatverandering en het broeikaseffect zou verminderen.

De gegevens zijn afkomstig van een netwerk van koolstofdioxidesensoren dat de afgelopen acht jaar door wetenschappers van UC Berkeley in de Bay Area is opgezet - een netwerk dat al in verschillende steden over de hele wereld wordt gerepliceerd. Glasgow, Schotland, zal morgen (10 november) aankondigen dat het van plan is om volgend jaar 25 van deze monitoren te installeren, op tijd voor 1 november. 2021, start van de VN-conferentie over klimaatverandering in die stad.

"Zo zou het eruit zien voor CO ₂ , als we het wagenpark zouden elektrificeren, " zei Ronald Cohen, UC Berkeley hoogleraar scheikunde en aard- en planetaire wetenschap en senior auteur van de studie. "De implicatie is dat de uitstoot op de wegen snel en drastisch kan worden veranderd door beleid, en we hebben een tool om dat relatief snel te volgen. Dit is de manier om te weten of we op de goede weg zijn om onze doelen te bereiken."

Cohen neemt morgen deel aan een webinar over het project, 8-11:45 uur PST, samen met Mary Nichols, voorzitter van de California Air Resources Board, en Glasgow en Schotse leiders. Hij en zijn collega's rapporteerden de resultaten van hun Bay Area-onderzoek in een paper die op 30 oktober online in het tijdschrift werd geplaatst Geofysische onderzoeksbrieven .

De staat Californië heeft de verkoop van voertuigen op gas al tegen 2035 verboden en heeft zich ten doel gesteld de uitstoot van kooldioxide door de staat de komende 10 jaar met ongeveer 3% per jaar te verminderen. Een netwerk over de gehele staat zoals het kleinschalige netwerk dat Cohen heeft opgezet:de Berkeley Environmental Air-quality &CO ₂ Netwerk, of BEACO ₂ N—zou CO . kunnen volgen ₂ emissies en aan wetgevers en het publiek aantonen dat deze inspanningen effectief zijn in het verminderen van broeikasgassen.

"We beweren dat dit de manier is om stedelijke CO . te volgen ₂ in steden over de hele wereld, " zei hij. "We proberen erachter te komen welke combinatie van tools deze routine genoeg maakt om over te dragen aan overheidsinstanties die dit zouden volgen, of aan particuliere bedrijven die deze diensten aan overheidsinstanties zouden kunnen leveren op een manier die op schaal efficiënt is."

Cohen merkte op dat geen enkele overheidsinstantie routinematig de stedelijke koolstofdioxide-emissies op de grond volgt. De federale Environmental Protection Agency (EPA) is verantwoordelijk voor het volgen van zaken als ozon, NOx en fijnstof, maar geen CO ₂ :Het broeikasgas was niet een van de "criteria voor verontreinigende stoffen" die de EPA moest controleren en reguleren als gevolg van wijzigingen in de jaren zeventig van de Clean Air Act van 1963. De EPA in 2009 beriep zich op de zogenaamde bedreigingsclausule om CO . te reguleren ₂ uitstoot, maar de regering-Trump heeft een rechtszaak aangespannen om de verordening in te trekken.

"Het is bijna dwaas dat we geen CO . meten ₂ vanaf het begin, in het EPA-netwerk, omdat bijna alle bronnen van deze vervuilingsgassen brandstoffen zijn, Cohen zei. "We meten die vervuilingsgassen, maar we hebben geen gegevens in de atmosfeer om te zeggen hoeveel brandstof er is verbrand. Een van de voordelen van onze aanpak is dat u zich kunt voorstellen, nationaal of internationaal, samenvoegen van de CO ₂ en de emissie-inventarissen van de luchtkwaliteit in een enkele set gegevens en gelijktijdige luchtkwaliteit en CO ₂ analyses, net als wat de National Weather Service doet voor gewoon en zwaar weer."

BEACO ₂ N

Bijna een decennium geleden, Cohen ging op zoek naar een manier om verontreinigende stoffen te meten, inclusief kooldioxide, goedkoop genoeg om op wijkniveau in te zetten. per locatie, EPA-stations kunnen ongeveer $ 200 kosten, 000, en ze komen niet eens met CO ₂ sensoren.

Met behulp van nieuwe technologie een aantal inkepingen beter dan de koolmonoxide- en kooldioxidesensoren in onze huizen, hij kan nu bouwen - voor $ 8, 000 - een pakket ter grootte van een schoenendoos die elke 5 seconden CO .-niveaus registreert ₂ en vier veelvoorkomende gasvormige verontreinigende stoffen die bijdragen aan smog:koolmonoxide (CO), lachgas (NO), stikstofdioxide (NO ₂ ) en ozon (O3) - evenals deeltjesniveaus, zoals de rook die onlangs de Bay Area omhulde van branden in Noord-Californië.

In de afgelopen vijf jaar, hij heeft 72 van deze instrumentpakketten rond de Bay Area ingezet als onderdeel van BEACO ₂ N. De meeste netwerkknooppunten bevinden zich in Oakland, Richmond, Vallejo en langs de I-80-corridor, meestal ongeveer 2 kilometer - iets meer dan een mijl - uit elkaar. Scholen zijn favoriete locaties, omdat zijn team kan omgaan met studenten en docenten die wetenschap studeren, en hij kan gebruikmaken van hun wifi-systemen om gegevens in realtime naar zijn laboratorium te sturen, waar ze online worden geplaatst. Hij en zijn team hebben ook vier stations in San Francisco geïnstalleerd, waaronder twee in het Exploratorium, en werken samen met collega's elders om soortgelijke netwerken op te bouwen in Los Angeles, New York en Houston, evenals in Glasgow.

Het doel van Cohen is om regeringen en beleidsmakers de feedback te geven die ze nodig hebben bij het verminderen van verontreinigende stoffen en broeikasgassen. Door ze regelmatig in het gebied te plaatsen, hij hoopt ook te laten zien hoe het verminderen van vervuilende stoffen elke gemeenschap beïnvloedt, vooral gemeenschappen met lagere inkomens die te vaak lijden onder de ongezondste lucht langs snelwegcorridors en in de buurt van elektriciteitscentrales of raffinaderijen.

"Vanuit het oogpunt van milieurechtvaardigheid, de vraag is, 'Als we CO . beheersen ₂ , doen we dat op een billijke manier?'" zei hij. "Met cap en trade in Californië, bijvoorbeeld, het zou niet goed zijn als rijke mensen eerst faciliteiten dicht bij hen sluiten en die extra last verplaatsen naar waar arme mensen wonen. EEN BEACO ₂ N type netwerk zou een manier zijn om die dingen te volgen."

Cap and trade - een regelgevend programma van de overheid dat in Europa gebruikelijk is, China en Canada en werkzaam in 10 Amerikaanse staten, waaronder Californië, is een manier om bedrijven aan te moedigen hun uitstoot van kooldioxide te verminderen. Specifieke bedrijven krijgen een limiet, of pet, op de hoeveelheid CO ₂ ze kunnen uitzenden, maar mogen verkopen, of handel, hun emissierechten aan andere bedrijven als ze hun eigen uitstoot verminderen.

Vandaag, veel steden hebben ook klimaatactieplannen, toch missen ze de gegevens om hun succes te controleren, zei Cohen. Kooldioxideniveaus over de hele wereld worden gemeten door NASA's Orbiting Carbon Observatory-satellieten en Japanse broeikasgassen-observatiesatellieten, maar alleen op regionaal niveau, niet stad voor stad.

"Ons doel is om mensen gegevens te geven ter ondersteuning van wat ze doen, zodat ze kunnen beoordelen wat effectief werkt, ' zei Cohen.

Een natuurlijk experiment

Op 16 maart, zes provincies in de Bay Area werden de eerste regio in de VS die niet-essentiële werknemers opdroegen thuis te blijven om de verspreiding van COVID-19 te stoppen. Cohen zag dit als een kans om te zien wat er gebeurt als het gebruik van auto's op gas keldert.

Aftappen van metingen van het BEACON-netwerk, Cohen en zijn collega's vergeleken de zes weken vóór de opvang ter plaatse - februari. 2 tot en met 15 maart - met een periode van zes weken daarna, 22 maart tot 2 mei. Vijfendertig van de sensoren waren gedurende die tijd operationeel. Het team corrigeerde voor de substantiële opname van CO ₂ door planten in de lente en gebruikten meteorologische modellen om de puntbronmetingen te extrapoleren naar de grotere Bay Area.

Het team vond de grootste reductie in CO ₂ niveaus tijdens de ochtendspits van maandag tot en met donderdag, rond 7 uur, langs de grote snelwegen, met de grootste verbetering langs de I-880 die door Noord-Oakland loopt. Algemeen, door de mens veroorzaakte CO ₂ niveaus daalden met 30% na onderdak-in-place beperkingen beperkte mobiliteit. Monitoren bij snelwegen lieten zien dat deze daling grotendeels het gevolg was van een afname van 48% van het autoverkeer. Ongeveer 8% van de afname van kooldioxide werd toegeschreven aan verminderde uitstoot van stationaire bronnen, zoals raffinaderijen.

Tijdens normale tijden, er is een grote bult in CO ₂ uitstoot tijdens de ochtendspits en een kleinere hobbel tijdens de avondspits, maar deze dagelijkse verschillen werden minder uitgesproken.

Dergelijke gegevens zijn niet beschikbaar vanuit andere monitoringsystemen, hoewel een burgerwetenschappelijk netwerk, paarse lucht, verkoopt thuisluchtkwaliteitssensoren voor $ 250 of meer die deeltjes meten, zoals rook of stof, waarvan is aangetoond dat ze het risico op aandoeningen van de luchtwegen en hart- en vaatziekten verhogen. Koolstofdioxide uitstoot, anderzijds, worden geschat op basis van de hoeveelheid brandstof die door menselijke activiteit wordt verbruikt.

Een recente studie gebruikte dergelijke schattingen van menselijke activiteit om te documenteren dat, tijdens de pandemie, steden over de hele wereld zagen een daling van CO ₂ uitstoot. Geschreven door Daniel Kammen van UC Berkeley en talrijke collega's in China, de studie schatte dat er een abrupte daling van 8,8% was in de wereldwijde CO ₂ uitstoot in de eerste helft van 2020.

Netwerken zoals BEACO ₂ N zijn een nauwkeurige en betaalbare manier om veel betere gegevens op buurtniveau te krijgen.

"Hier zouden we een directe maatregel hebben, ' zei Cohen. 'Vooruitgaand, we verwachten dat directe waarnemingen van CO ₂ zal ons helpen een beter begrip te krijgen van de emissies die bijdragen aan luchtvervuiling en, tegelijkertijd, de uitstoot van luchtvervuiling zal ons helpen ons begrip van de uitstoot van CO . te verfijnen ₂ ."