W ramach badania porównano wyniki tego typu pomiarów z innymi danymi. Szczegóły
Postęp naukowy umożliwił obserwację z kosmosu rozmieszczenia emisji dwutlenku węgla (CO₂) w 54 największych miastach świata.
W pracy, opublikowanej w AGU Advances i niedawno rozpowszechnionej w Phys, wykorzystano obrazy satelitarne, aby przedstawić niespotykany dotąd obraz śladu środowiskowego ośrodków miejskich. Naukowcy przeanalizowali dane z takich miejsc jak Seul, Nowy Jork, Los Angeles, Rotterdam, Chicago, Tokio, New Delhi, Houston, Meksyk, Kalkuta, São Paulo, Dubaj, Rzym, Rio de Janeiro, Buenos Aires i Toronto.
Chociaż nie sporządzili rankingu, przedstawili następujący wynik: „Spośród tych miast Tokio w Japonii wykazuje najwyższy poziom emisji, a Rotterdam w Holandii – najniższy”. Zobaczmy, jak doszli do tego wniosku i jakie inne dane znaleźli.
Jakie różnice znaleźli naukowcy między danymi satelitarnymi a inwentarzami miejskimi?
Zespół wskazuje w dokumencie, że pomiary satelitarne instrumentu OCO-3 NASA wykazują różnice w stosunku do konwencjonalnych inwentarzy, zwłaszcza na niektórych kontynentach. Według autorów „szacunki oparte na danych wstępnych mają tendencję do przeszacowywania emisji w miastach Azji Środkowo-Wschodniej oraz Azji Południowej i Zachodniej, podczas gdy zazwyczaj zaniżają je w Afryce, Azji Wschodniej i Południowo-Wschodniej, Oceanii, Europie i Ameryce Północnej”.
Szacunki są obliczane na podstawie konkretnych danych dotyczących działalności człowieka, takich jak zużycie paliw, zużycie energii lub produkcja przemysłowa w danym mieście. Po zsumowaniu tych danych i zastosowaniu określonych współczynników emisji naukowcy uzyskują całkowitą wartość emisji dla danego miejsca. Metoda ta jest szeroko stosowana w konwencjonalnych inwentaryzacjach środowiskowych.
Analiza łączy część rozbieżności z wiekiem współczynników emisji i ograniczoną rozdzielczością przestrzenną wielu inwentaryzacji. Według zgłoszonych danych łączna emisja badanych miast wynosi 1,735 mld ton metrycznych CO₂, „co plasuje się pomiędzy roczną emisją Rosji i Japonii, odpowiednio czwartego i piątego największego emitenta”.
W badaniu porównano również: „Miasta w Ameryce Północnej emitują 0,1 kg CO₂ na każdego dolara produkcji gospodarczej, podczas gdy miasta afrykańskie emitują 0,5 kg CO₂ na każdego dolara”. Wynik ten odzwierciedla fakt, że centra miejskie o większym rozwoju gospodarczym wytwarzają mniej emisji na jednostkę gospodarczą niż miasta o niższych dochodach, twierdzą autorzy.
W pracy przedstawiono również odwrotną zależność między gęstością zaludnienia a emisjami na mieszkańca. Autorzy wskazują, że „emisje na mieszkańca maleją wraz ze wzrostem liczby ludności miasta, od 7,7 ton CO₂ na osobę w miastach poniżej 5 milionów mieszkańców do 1,8 ton na osobę w miastach powyżej 20 milionów mieszkańców”. W ten sposób większe miasta wykazują większą efektywność klimatyczną na osobę.
W analizie naukowcy porównali wyniki pomiarów satelitarnych z wartościami z dwóch międzynarodowych baz danych często wykorzystywanych do szacowania emisji: EDGAR i ODIAC. Systemy te obliczają emisje na podstawie informacji o zużyciu paliw i działalności gospodarczej w miastach.
Badanie pokazuje, że w 25 z analizowanych miast dane pochodzące z tych wykazów pokrywają się z marginesem błędu pomiarów satelitarnych. Jednak gdy przyjrzymy się każdemu miastu z osobna, pojawiają się duże różnice: średnio wartości EDGAR odbiegają o 45%, a wartości ODIAC o 50% od tych wykrytych przez satelitę. Autorzy wskazują, że globalna suma wydaje się poprawna tylko dlatego, że błędy w niektórych regionach są kompensowane błędami w innych, a nie dlatego, że wszystkie dane są dokładne dla każdego miasta z osobna.
Jak zmierzono emisje CO₂ z kosmosu?
Zespół obliczył emisje CO₂ w 54 miastach na podstawie bezpośrednich pomiarów satelitarnych atmosfery, zamiast opierać się wyłącznie na danych dotyczących zużycia energii lub działalności miejskiej. W tym celu przeanalizowano informacje zebrane w latach 2019–2023 przez satelitę OCO-3.
Do pomiarów dwutlenku węgla dodano poziomy dwutlenku azotu (NO₂), zarejestrowane przez europejskiego satelitę TROPOMI, które posłużyły do potwierdzenia, że obserwowane emisje były związane z działalnością człowieka.
Grupa wyjaśnia: „OCO-3 posiada system luster, który umożliwia skanowanie określonych obszarów i zbieranie pomiarów CO₂ w kolumnach obejmujących obszary miejskie, z dokładnością poniżej 1 części na milion i rozdzielczością przestrzenną 2,25 na 1,6 kilometra”. W badaniu dostosowano również wyniki do dziennych i miesięcznych zmian oraz uwzględniono analizę potencjalnych źródeł błędów, aby zapewnić większą pewność szacunków.
W jaki sposób miasta mogą wykorzystać te nowe dane dotyczące emisji?
Badanie pokazuje, że metoda ta może znacznie poprawić dokładność i przejrzystość miejskich wykazów emisji. Jak stwierdza zespół: „Nasze ustalenia podkreślają rosnącą rolę danych satelitarnych w weryfikacji miejskich emisji CO₂ i wspieraniu wysiłków na rzecz ograniczania emisji w miastach na całym świecie”.
Badania pozwalają również na rozdzielenie czynników demograficznych i ekonomicznych, które mają wpływ na ślad węglowy każdego miasta. Wniosek jest następujący: „Nasza analiza pokazuje, że emisje CO₂ na mieszkańca mierzone za pomocą satelity spadają wraz ze wzrostem liczby ludności miejskiej”.
Zdaniem autorów postęp w zakresie pomiarów satelitarnych pozwala miastom dysponować bardziej precyzyjnymi narzędziami do monitorowania swoich emisji, dostosowywania polityki klimatycznej i kierowania inwestycji na działania o znaczącym wpływie. Dzięki tego typu badaniom władze lokalne i organizacje międzynarodowe mogą zidentyfikować obszary, w których występują największe dysproporcje, zoptymalizować monitorowanie CO₂ i opracować strategie ograniczania emisji dostosowane do rzeczywistego profilu każdego miasta.
