Het netwerk van sensoren, waarvan de meeste zich in de East Bay bevinden, is het geesteskind van Ronald Cohen, hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Berkeley, die goedkope, door de overheid gefinancierde monitoren voor vervuiling en kooldioxide voor ogen heeft, verspreid over stedelijke gebieden, om emissiebronnen en de wijken die het meest voorkomen te lokaliseren. aangetast. Naar schatting 70% van de mondiale CO₂ De uitstoot is afkomstig van steden, maar toch beschikken maar weinig stedelijke gebieden over gedetailleerde gegevens over waar deze uitstoot vandaan komt.

In 2012 begon Cohen met het opzetten van een detectienetwerk in de Bay Area dat nu is uitgegroeid tot meer dan 80 stations, waaronder zeven in San Francisco, dat zich uitstrekt van Sonoma County via Vallejo tot aan San Leandro.

Tussen 2018 en 2022 zijn 57 van de sensoren in de Berkeley Environmental Air Quality and CO₂ Netwerk (BEACO₂ N) registreerde een kleine maar gestage afname van CO₂ -uitstoot – ongeveer 1,8% per jaar – wat zich vertaalt in een jaarlijkse daling van de voertuigemissies met 2,6%. Kijkend naar de gegevens uit Californië over het gebruik van elektrische voertuigen – die zeer hoog zijn in de Bay Area – concludeerden Cohen en studente Naomi Asimow dat de daling te wijten was aan de elektrificatie van personenauto’s.

"Dat is 2,6% minder CO₂ per gereden kilometer per jaar", zegt Asimow, verbonden aan het Department of Earth and Planetary Science.

Het onderzoek toont volgens Cohen het nut aan van een stedelijk netwerk voor het monitoren en beheren van federale, staats- en stedelijke mandaten voor CO₂ reductie.

"We laten uit atmosferische metingen zien dat de adoptie van elektrische voertuigen werkt, dat het het beoogde effect heeft op CO₂ uitstoot", zei Cohen.

Dit goede nieuws wordt getemperd door het feit dat, om de CO2-reductiedoelstellingen van Californië en de Bay Area te halen, de jaarlijkse afname veel groter moet zijn.

"De staat Californië heeft zich ten doel gesteld om in 2045 een netto nuluitstoot te bereiken, en het doel is dat 85% van de reductie voortkomt uit daadwerkelijke reductie van de uitstoot, in tegenstelling tot directe verwijdering van CO₂ uit de atmosfeer. Wat wij rapporteren is ongeveer de helft zo snel als nodig is om in 2045 een netto nuluitstoot te bereiken”, aldus Asimow.

“We zitten vandaag op 1,8% per jaar. Om het doel van de staat te bereiken, zouden we 3,7% nodig hebben”, voegde Cohen eraan toe. "Het is dus niet gek hoger dan waar we nu staan; we zijn bijna op de helft van de weg naar dat doel. Maar we moeten dat nog twintig jaar volhouden."

De resultaten benadrukken de dringende noodzaak van versnelde acties om CO₂ terug te dringen om de ambitieuze nul-emissiedoelstellingen te bereiken die steden nastreven, zei hij.

Hoe u klimaatdoelstellingen kunt monitoren

Eén aanzet voor het onderzoek was om te kijken of de BEACO₂ Het N-netwerk zou elke neerwaartse trend in de uitstoot van voertuigen kunnen detecteren sinds de staat doelen heeft gesteld voor het terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen en de markt voor elektrische voertuigen tot bloei is gekomen.

"We waren benieuwd of onze gegevens ons zouden laten zien welke vooruitgang we hebben geboekt bij het behalen van de Californische emissiedoelstellingen", aldus Asimow.

Meestal CO₂ De emissies worden geschat op basis van bekende koolstofbronnen:hoeveel gas wordt er gebruikt voor verwarming en, voor voertuigen, de brandstofefficiëntie van geregistreerde voertuigen in een gebied en het totale brandstofverbruik. Asimow en Cohen merkten op dat deze ‘bottom-up’-methode voor het schatten van de CO2-uitstoot niet de kleine maar significante neerwaartse trend in CO₂ voorspelde. uitstoot.

De schattingen van het UC Berkeley-team combineerden directe CO₂ metingen met meteorologische gegevens om de emissies op grondniveau te berekenen – een aanpak waarbij gebruik wordt gemaakt van atmosferische waarnemingen die de bescheiden daling van CO₂ oppikten niveaus. De onderzoekers gebruikten een Bayesiaanse statistische analyse die begon met schattingen op basis van economische gegevens, maar ze herzagen deze op basis van de gemeten CO₂ van hun netwerk. concentraties en een meteorologisch model om te voorspellen waar de emissies vandaan komen.

Cohen stelt dat zijn sensoren zo goedkoop zijn – minder dan 10.000 dollar per sensor, tegenover twintig keer zoveel voor meetstations voor vervuiling die worden beheerd door de Environmental Protection Agency – dat grote steden het zich zouden kunnen veroorloven een netwerk aan te leggen om een ​​gedetailleerder beeld te krijgen van ongezonde gebieden en bronnen van vervuiling. De netwerksensoren meten ook vijf kritische luchtverontreinigende stoffen:koolmonoxide, stikstofoxiden (NO en NO₂ ), ozon en deeltjes (PM_2.5 ).

Los Angeles, Californië; Voorzienigheid, Rhode Island; en Glasgow, Schotland, hebben de sensoren van Cohen al gebruikt om hun eigen netwerken voor monitoring van vervuiling te creëren.

"We laten zien dat je op een kosteneffectieve en relatief snelle manier observaties kunt maken en veranderingen als gevolg van allerlei soorten beleid kunt meten", aldus Cohen.

"Het netwerk omvat apparatuur ter waarde van ongeveer een half miljoen dollar (een eenmalige investering) en een persoon per jaar die erover nadenkt. Een van onze doelen is om te demonstreren, zowel op de CO₂ en de luchtkwaliteitkant van wat we doen, dat dit kosteneffectief en vertaalbaar en gemakkelijk toegankelijk is voor het publiek op een manier die niets anders is."

In de toekomst zouden satellieten de kooldioxideniveaus over grote gebieden en met meer granulariteit kunnen monitoren, maar die satellieten zijn nog niet beschikbaar, zei Cohen.

"De optimale oplossing zal een combinatie zijn van in de ruimte gestationeerde middelen en metingen op de grond", zei hij.

Meer informatie: Naomi G. Asimow et al, Aanhoudende vermindering van de CO2-emissies in de Bay Area 2018–2022, Milieuwetenschappen en -technologie (2024). DOI:10.1021/acs.est.3c09642

Journaalinformatie: Milieuwetenschappen en -technologie

Aangeboden door Universiteit van Californië - Berkeley