Avance en la estimación de las emisiones de dióxido de carbono de los combustibles fósiles

Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de East Anglia (UEA) ha logrado un gran avance al detectar cambios en las emisiones de dióxido de carbono de combustibles fósiles con mayor rapidez y frecuencia.

En un estudio publicado hoy cuantificaron el CO de combustibles fósiles regionales₂ reducciones de emisiones durante los bloqueos de COVID-19 de 2020-2021, utilizando mediciones atmosféricas de CO₂ y oxígeno (O₂) del Observatorio Atmosférico de Weybourne, en la costa norte de Norfolk en el Reino Unido

La estimación utiliza un nuevo método para separar el CO₂ señales de plantas terrestres y combustibles fósiles en la atmósfera. Previamente, no ha sido posible cuantificar los cambios en el CO de los combustibles fósiles a escala regional.₂ emisiones con alta precisión y casi en tiempo real.

Los métodos existentes basados ​​en la atmósfera no han tenido éxito en la separación del CO de los combustibles fósiles.₂ de gran CO natural₂ variabilidad, por lo que las estimaciones de cambios, como los que ocurren en respuesta a los bloqueos, deben basarse en fuentes de datos indirectas, que pueden tardar meses o años en compilarse.

El O atmosférico₂basado en el método, publicado en la revista avances de la ciencia, está de acuerdo con tres estimaciones de emisiones del Reino Unido de menor frecuencia producidas durante la pandemia por el Departamento de Estrategia Comercial, Energética e Industrial, el Presupuesto Global de Carbono y el Monitor de Carbono, que utilizaron diferentes métodos y combinaciones de datos, por ejemplo, aquellos basados ​​en el uso de energía .

Fundamentalmente, además de ser completamente independiente de las otras estimaciones, este enfoque se puede calcular mucho más rápidamente.

Los investigadores también pueden detectar cambios en las emisiones con mayor frecuencia, como estimaciones diarias, y pueden ver claramente dos períodos de reducciones asociados con dos períodos de bloqueo del Reino Unido, separados por un período de recuperación de emisiones cuando se relajaron las restricciones de COVID, durante el verano. de 2020.

Investigadores de la UEA, sede del único O atmosférico de alta precisión del Reino Unido₂ laboratorio de medición: trabajó con colegas de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos y el Instituto Max Planck de Biogeoquímica, Alemania.

La autora principal del estudio, la Dra. Penelope Pickers, del Centro de Ciencias Oceánicas y Atmosféricas de la UEA, dijo: «Si los humanos van a reducir nuestro CO₂ emisiones de los combustibles fósiles y nuestro impacto en el clima, primero necesitamos saber cuánto están cambiando las emisiones.

«Nuestro estudio es un logro importante en la ciencia atmosférica. Varios otros, basados ​​únicamente en CO₂ datos, no han tenido éxito, debido a las grandes emisiones de las plantas terrestres, que oscurecen el CO de los combustibles fósiles₂ señales en la atmósfera.

«Usando O atmosférico₂ combinado con CO₂ para aislar el CO de combustible fósil₂ en la atmósfera nos ha permitido detectar y cuantificar estas importantes señales usando un enfoque ‘de arriba hacia abajo’ por primera vez. Nuestros hallazgos indican que una red de sitios de medición continua tiene un gran potencial para proporcionar esta evaluación del CO de combustibles fósiles.₂ a nivel regional».

Actualmente, el combustible fósil CO₂ las emisiones se informan oficialmente con un enfoque «de abajo hacia arriba», utilizando métodos de contabilidad que combinan factores de emisión con estadísticas de energía para calcular las emisiones.

Estos luego se compilan en inventarios nacionales de emisiones estimadas de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera provenientes de fuentes y actividades antropogénicas, como edificios domésticos, vehículos y procesos industriales.

Sin embargo, los inventarios pueden ser inexactos, especialmente en los países menos desarrollados, lo que dificulta el cumplimiento de los objetivos climáticos.

También pueden pasar años hasta que se completen las evaluaciones del inventario y, a escala regional, mensual o semanal, las incertidumbres son mucho mayores.

Un método alternativo para estimar las emisiones de GEI es utilizar un enfoque «de arriba hacia abajo», basado en mediciones y modelos atmosféricos.

El inventario de emisiones del Reino Unido ya está correctamente informado y respaldado por evaluaciones independientes de arriba hacia abajo para algunos GEI clave, como el metano y el óxido nitroso.

pero para CO₂el GEI más importante para el cambio climático, esto nunca antes había sido factible, debido a las dificultades para distinguir entre CO₂ emisiones de combustibles fósiles y fuentes vegetales terrestres en la atmósfera.

El Dr. Pickers dijo: «El tiempo que lleva completar los inventarios hace que sea difícil caracterizar los cambios en las emisiones que ocurren repentinamente, como las reducciones asociadas con los bloqueos por la pandemia de COVID.

«Necesitamos combustible fósil confiable CO₂ estimaciones de emisiones rápidamente y a escalas más finas, de modo que podamos monitorear e informar las políticas de cambio climático para evitar alcanzar los 2 ° C de calentamiento global.

«Nuestro O₂El enfoque basado en CO es rentable y proporciona información de alta frecuencia, con el potencial de proporcionar CO de combustibles fósiles.₂ estima rápidamente y en escalas espaciales más finas, como para condados, estados o ciudades».

El equipo utilizó 10 años de mediciones horarias de alta precisión del O atmosférico₂ y compañía₂ del Observatorio Atmosférico de Weybourne, que cuentan con el apoyo del Centro Nacional de Ciencias Atmosféricas del Reino Unido. Tener mediciones a largo plazo de estos gases importantes desde el punto de vista climático fue crucial para el éxito del estudio.

Para detectar una señal de COVID, primero tuvieron que eliminar los efectos del transporte atmosférico en su O₂ y compañía₂ conjuntos de datos, utilizando un modelo de aprendizaje automático.

Entrenaron el modelo de aprendizaje automático con datos previos a la pandemia, para estimar el CO de los combustibles fósiles₂ habrían esperado observar en Weybourne si la pandemia nunca hubiera ocurrido.

Luego compararon esta estimación con el CO del combustible fósil.₂ que se observó realmente durante 2020-2021, lo que reveló la reducción relativa de CO₂ emisiones

«Novedosa cuantificación del CO de combustibles fósiles regionales₂ reducciones durante los bloqueos de COVID-19 usando mediciones de oxígeno atmosférico», por Penelope A. Pickers et al., se publica en Avances de la ciencia el viernes 22 de abril de 2022.