Būdas atskirti natūralų anglies dioksido išmetimą nuo išmetamo iškastinio kuro deginimo galėtų padėti miestams ir šalims stebėti savo pažangą mažinant emisijas.
Aplinka
2022 m. balandžio 22 d
Ratcliffe-on-Soar anglies elektrinė JK akis35.pix/Alamy
Tiesioginis anglies dioksido, išsiskiriančio deginant iškastinį kurą, matavimas galėtų padėti miestams ir šalims stebėti jų pastangas sumažinti išmetamų teršalų kiekį beveik realiu laiku.
„Mes vis mažėja laiko, kad tai padarytume, todėl manau, kad tikrai turime kuo greičiau ir tiksliau žinoti, kokia yra situacija“, – sakoma pranešime. Penelopės rinkėjai Rytų Anglijos universitete, JK.
Šiuo metu vyriausybės ir mokslinių tyrimų organizacijos apskaičiuoja bendrą šalių išmetamų teršalų kiekį remdamosi duomenimis, pavyzdžiui, kiek buvo parduota naftos ar dujų. Nors pradiniai įvertinimai dažnai atliekami gana greitai, gali prireikti metų, kol visa ši informacija bus surinkta, o įvertinimai gali labai skirtis.
Tiesioginis iškastinio kuro išmetimo matavimas padėtų patvirtinti šių inventorizuotų įvertinimų tikslumą ir greičiau atskleisti, ar taršos mažinimo politika veikia, ar ne. Tai taip pat leistų mums stebėti, kiek konkretūs regionai ar miestai išmeta.
Tačiau tokie matavimai yra labai sunkūs, nes keičiantis metų laikams ir keičiantis orams augalai sugeria arba išskiria skirtingą CO2 kiekį. Tai tarsi stovėjimas paplūdimyje ir iš karto bandant suprasti, ar potvynis kyla, ar išeina, nes bangos nuolat kyla ir kyla.
Taigi, nors ilgalaikis pasaulinis atmosferos CO2 padidėjimas dėl žmogaus veiklos – nuo maždaug 280 milijonų dalių prieš pramonės revoliuciją iki beveik 420 ppm šiandien – krištolo skaidrumo, trumpalaikis regioninis vaizdas kur kas menkesnis.
Mokslininkai išbandė įvairius būdus, kaip tiesiogiai išmatuoti iškastinio kuro emisijas. Vienas iš jų yra nustatyti, kokia CO2 dalis yra radioaktyvaus izotopo anglies-14 pavidalu, kurio nėra iškastiniame kure, nes laikui bėgant jis suyra, o naftos ir dujų tiekimas yra milijonų metų senumo. Tačiau tam reikia rinkti mėginius į kolbas, todėl nuolatinis matavimas neįmanomas. Be to, kai kurie branduolinių reaktorių tipai išskiria anglį-14, o tai užgožia vaizdą.
Pickers komanda taikė alternatyvų metodą, pagrįstą vienu metu matuojant atmosferos deguonies ir CO2 kiekį. Kai augalinės medžiagos naudojamos kaip maistas arba jos suyra ar sudega, iš atmosferos netenkamo deguonies ir padidėjusio CO2 santykis yra maždaug 1:1,1. Anglies atveju jis yra maždaug 1:1,2, o dujų – 1:2.
Tyrėjai naudojo matavimus, atliktus Weybourne atmosferos observatorijoje Norfolko pakrantėje, kad apskaičiuotų nuo 2020 m. pietinės JK išmetamų teršalų kiekį. Jie naudojo mašininį mokymąsi, kad įvertintų, kaip oro ir vėjo krypties pokyčiai veikia deguonies ir CO2 lygį rajone.
Komanda sugebėjo aptikti iškastinio kuro emisijų sumažėjimą per pirmąjį ir antrąjį COVID-19 užblokavimą Anglijoje. „Covidas buvo puikus gana staigių, staigių pokyčių pavyzdys“, – sako Pickersas.
Ji sako, kad naudojant maždaug keturias observatorijas būtų įmanoma išmatuoti Didžiosios Britanijos išmetamųjų teršalų kiekį. Atskiriems miestams stebėti reikėtų daugiau.
Pasak tyrimo, šis metodas yra veiksmingas Bradas Weiras NASA Goddardo kosminių skrydžių centre Merilande. Tačiau stebėjimo stočių statyba visame pasaulyje pareikalautų daug laiko ir pinigų, sako jis.
„Jei ketiname turėti iškastinio kuro ir anglies stebėjimo sistemą, ji prasidės nuo palydovų“, – sako Weiras.
Jo komanda praėjusiais metais pranešė, kad dėl pandemijos sumažėjo išmetamo anglies dioksido kiekis aptikti naudojant esamus CO2 jutiklius palydovusir ateinančiais metais planuojama pradėti daugiau misijų, skirtų šių dujų aptikimui.
Pickersas teigia, kad palydovų problema yra ta, kad jie negali aptikti CO2 per debesis ir negali atskirti biologinio ir iškastinio kuro emisijų. Vietoj to, palydoviniai skaičiavimai remiasi kompiuteriniais natūralių procesų modeliais, siekiant nustatyti iškastinio kuro emisijas.
Tačiau šiuos modelius informuoja duomenys ir jie gali būti labai tikslūs, sako Weiras, kuris nurodo, kad Pickerso komanda remiasi mašininio mokymosi „juodąja dėže“.
Galiausiai geriausius rezultatus galima pasiekti naudojant visus skirtingus metodus. „Turėtume vadovautis kombinuotu požiūriu“, – sako Pickersas.
„Mes turėsime integruoti visas šias pastabas“, – sako Weiras.
Žurnalo nuoroda: Mokslo pažanga, DOI: 10.1126/sciadv.abl9250
Prisiregistruokite gauti nemokamo „Fix the Planet“ naujienlaiškio, kad kiekvieną ketvirtadienį gautumėte klimato optimizmo dozę tiesiai į jūsų pašto dėžutę
Daugiau šiomis temomis: