Forskare kommer att installera sensorer i grund- och gymnasieskolor över hela Glasgow, Skottland för att övervaka nivåerna av växthusgasen (GHG) koldioxid (CO ₂ ) som bidrar till klimatförändringarna.

Nätverket med 25 sensorer ska installeras av forskare från University of Strathclyde, Skottland, som en del av en rättegång för att tillhandahålla Glasgow City Council, för första gången, med realtidsinformation om utsläpp av CO ₂ och olika skadliga gaser i stadens luft.

Målet är att hjälpa stadens ledare att mäta framsteg mot stadens mål att bli koldioxidneutral 2030 och se den närmast omedelbara effekten av politiska beslut.

Försöket är en del av initiativet Global Environmental Monitoring and Measurement (GEMM), ett samarbete mellan University of Strathclyde; Stanford University, USA; University of California i Berkeley (UC Berkeley), USA; The Optical Society (OSA); American Geophysical Union (AGU); metkontoret, Storbritannien och National Physical Laboratory, STORBRITANNIEN.

"Detta projekt kommer att leverera den typ av data som krävs för att driva ansträngningar i Glasgow och andra städer för att minska utsläpp och växthusgaser, " sa Elizabeth Rogan, VD, The Optical Society (OSA). "GEMM-initiativet utvecklar mätteknik för att förbättra modeller för klimatförändringar och informera beslutsfattande i både den offentliga och privata sektorn."

Tidiga resultat av övervakningen kommer att delas med ledarna för andra globala städer vid en virtuell konferens i november 2020, och kommer att presenteras vid miljötoppmötet COP26, nu planerad att äga rum i Glasgow 2021, att uppmuntra andra städer att skapa sina egna sensornätverk.

Glasgows kommunfullmäktige övervakar redan luftföroreningsnivåerna över hela staden för en rad vanliga föroreningar, inklusive kvävedioxid (NO ₂ ) och partiklar (PM10, PM2,5). Dessa är de viktigaste föroreningarna i Glasgow, där den primära källan är vägtrafik, särskilt på livliga gator i centrum som Hope Street.

Denna övervakning utförs som en del av rådets lagstadgade skyldigheter om luftkvalitet och inkluderar inte CO ₂ . Data om CO ₂ nivåerna i staden är baserade på historisk förbrukning av bränsle för trafik, makt och så vidare, och är endast tillgänglig av den brittiska regeringen två år i efterskott.

Ett tätt nätverk av sensorer kommer att ge en mer detaljerad bild av var atmosfärisk CO ₂ produceras vid källan, möjliggör mer nyanserat beslutsfattande om klimatförändringspolitik. Sensorerna kommer också att spåra nivåer av kolmonoxid, kväveoxid, kvävedioxid, ozon och PM2,5.

De ytterligare mätningarna kommer att stödja identifiering av specifika koldioxidkällor ₂ .

Professor Allister Ferguson, University of Strathclyde och medledare för projektet sa:"När klimatet förändras snabbt, offentliga och privata beslutsfattare runt om i världen står inför ett ständigt ökande behov av mer exakt miljödata, förbättrade mätningar, och prognosmodeller för att förutsäga miljöns framtida förlopp och, där det är möjligt, utveckla strategier för att anpassa sig till eller mildra dessa miljö- och klimatförändringar orsakade störningar. Utveckla och distribuera nytt, billiga och förbättrade mätinstrument i täta nätverk kan ge mer exakta data och kraftigt förbättrade modeller för lämplig och effektiv statlig politik och bättre utvärdering av riskerna med offentliga och privata investeringar."

Medledare Dr Thomas Baer, Direktör för Stanford Photonics Research Center vid Stanford University, USA och en gästprofessor vid Strathclyde sa, "Även om ansträngningarna att minska utsläppen av växthusgaser har tagit stora framsteg, särskilt när det gäller elproduktion, uppvärmning och transport är fortfarande två utmanande områden. Att i realtid kunna övervaka växthusgasutsläppen som främst orsakas av trafik, Politiker kommer att kunna fatta välgrundade beslut och se nästan omedelbara resultat."

Genom att demonstrera effektiviteten i Glasgow-nätverket, forskare hoppas att stadsledare kommer att behålla och utöka det som ett permanent arv från COP26 -toppmötet. Glasgow är redan en del av Carbon Neutral Cities Alliance, ett samarbete mellan globala städer som arbetar för att minska utsläppen av växthusgaser med 80-100 % till 2050 eller tidigare.

Forskare som leder projektet kommer också att samarbeta med studenter i frågor kring föroreningar och vetenskapen som är involverad i luftkvalitetsövervakning, med en doktorand tilldelad varje skola.

Glasgow stadsfullmäktigeledare Susan Aitken sa, "När vi kom överens om att vara värd för COP26, vi visste att det skulle finnas möjligheter att lära av klimatspecialister runt om i världen och på så sätt hjälpa Glasgows egna svar på klimatnöd. Att engagera sig i GEMM-projektet är precis den typ av samarbete som vi hoppats på och kan hjälpa oss att nå vårt mål att bli en nettonollstad."

Ett liknande nätverk har fungerat i San Francisco -området, genom professor Ron Cohen vid UC Berkeley, USA som har utvecklat sensorerna i nästan 10 år. Det nätverket, med 70 sensorer, har kunnat spåra minskningen av CO ₂ och skadliga gaser som släpps ut av trafiken efter covid-19-låsningen i Kalifornien.

Professor Cohen sa, "Under dessa tider när vi ser att datas prediktiva kraft används i realtid för att förhindra de värsta utfallen av covid, det är vettigt att utrusta oss med observationer som hjälper till att hantera den lika utmanande uppgiften att hantera klimatet. Vi ser fram emot att ge observationer som hjälper Glasgow att hantera sina bidrag till minskning av växthusgaser på ett sätt som kan vara en modell för varje stad på planeten. "