(vänster) Japan Airlines flygplan med en speciell projektlogotyp (CONTRAIL) som lyfter på Tokyos internationella flygplats och (höger) Kontinuerlig CO 2 Mätutrustning ombord på flygplanet Kredit:CONTRAIL Team (Japan Airlines)
Städer är ansvariga för mer än 70% av de totala globala utsläppen av växthusgaser. Möjligheten att övervaka växthusgasutsläpp från städer är en viktig förmåga för att stödja klimatbegränsande aktiviteter som svar på Parisavtalet. Forskare använder data som samlats in från flera plattformar, såsom markbaserade system, flygplan och satelliter för att etablera en vetenskapsbaserad övervakningskapacitet. En studie av ett internationellt team, nu publicerad i Vetenskapliga rapporter , undersökte data som samlats in av kommersiella flygplan och visade potentialen för flygplanets data att bidra till den globala övervakningen av växthusgasutsläpp.
Programmet CONTRAIL (Comprehensive Observation Network for TRace gases by AIrLiners) är Japans unika flygplanobservationsprojekt. Sedan 2005 har CONTRAIL-teamet har uppnått hög precision atmosfärisk CO 2 mätningar med hjälp av instrument ombord på Japan Airlines (JAL) kommersiella flygplan. "Efter de flygmätningar som genomfördes mellan Tokyo och Australien som jag inledde 1993, och hade bibehållit under hela min karriär, CONTRAIL -programmet utökade kontinuerligt sitt globala nätverk och har tillhandahållit data för att förstå koldioxidbudgeten för denna planet, "sa Hidekazu Matsueda, medförfattare till studien och forskare vid Meteorological Research Institute, Japan.
Nyligen, laget analyserade tusentals vertikala stigande och fallande mätningar över flygplatser och karakteriserade CO 2 variationer över 34 storstäder världen över för första gången. Flygplatser ligger ofta i närheten av stora städer för att säkerställa bekväm åtkomst. CONTRAIL-flygplanet flyger upp och ner över Narita International Airport många gånger nästan dagligen (7, 692 gånger totalt under 2005-2016) och kan få den atmosfäriska kemiska signaturen i Greater Tokyo-området. Forskargruppen undersökte data som samlats in kring liknande geografiska platser på större flygplatser i förhållande till stora stadskärnor globalt för att hämta urbana CO 2 utsläppssignaturer från data.
"Vi analyserade miljontals observationsdata som samlats in på och runt Narita -flygplatsen i Tokyo och hittade tydligt CO 2 förbättringar när vinden kommer från Greater Tokyo -området, "Taku Umezawa, ledande författare till studien och forskare vid National Institute for Enviromental Studies, Japan, sa. "Så var det också globalt för andra flygplatser, som Moskva, Paris, Peking, Osaka, Shanghai, Mexico City, Sydney och andra. "
Kartor över storleken på CO2 -variation över flygplatser över hela världen. Stora och röda cirklar indikerar stor variation. Städer betecknas med närliggande flygplatskoder. Det visade sig att CO2 -variabiliteten var stor jämfört med flygplatser där en närliggande stad har stora CO2 -utsläpp. Upphovsman:CONTRAIL Team (Japan Airlines)
Teamet undersökte också storleken på CO 2 variation i den lägsta atmosfären över dessa flygplatser. "Kortsiktiga förändringar i CO 2 koncentrationen i den nedre atmosfären är associerad med olika faktorer, såsom COW -uppmönstret 2 utsläpp och upptag, flygbanan och dess geografiska läge i förhållande till utsläppsplatser och upptag, och meteorologiska förhållanden under varje landning och start, "sa Kaz Higuchi, medförfattare till studien och adjungerad professor i miljöstudier, York University, Kanada. "Trots dessa komplexa förhållanden under vilka mätningarna görs, Det var mycket intressant att vi hittade ett samband mellan storleken på CO 2 variation och CO 2 utsläpp från en närliggande stad. "Resultaten visar att det kommersiella flygbaserade CO 2 datauppsättning kan konsekvent tillhandahålla uppskattningar av urbana utsläpp i kombination med atmosfäriskt modelleringsramverk.
"Men ändå, det saknas bitar för att undersöka den fysiska kopplingen till stadens utsläpp för att upprätta stadsövervakning, "sa Tomohiro Oda, forskare vid Universitets rymdforskningsförening, Maryland, USA, som samarbetade med teamet som en PI för ett NASA-finansierat utsläppsmodelleringsprojekt. "Städer anses vara ansvariga för mer än 70% av de globala konstgjorda växthusgasutsläppen. Noggrann uppskattning av CO 2 utsläpp från tätorter är därför viktiga för effektiva utsläppsminskningsstrategier. "
Denna studie tyder på att kommersiella flygplanmätningar kan samla användbar stads CO 2 data som kompletterar data som samlats in från andra observationsplattformar, t.ex. markstationer och satelliter, för att övervaka CO 2 utsläpp från städer. Fördelen med kommersiella flygplan är den stora globala rumsliga täckningen av mätningarna, även i regioner där det bara finns glesa mätnät för växthusgaser och områden där det är svårt att säkra markmätningar, som i utvecklingsländer.
"En ytterligare implementering av liknande CO 2 instrument till andra inrikes och internationella flygningar kommer att avsevärt utöka vår globala övervakningskapacitet i städer, "sa Toshinobu Machida, projektledare för CONTRAIL -programmet och chef för Office for Atmospheric and Oceanic Monitoring på National Institute for Environmental Studies.
