Команда, возглавляемая Университетом Колорадо в Боулдере, разработала новую систему мониторинга для анализа и сравнения выбросов от искусственного ископаемого топлива и остаточных газов в атмосфере, метод, который, вероятно, может быть использован для мониторинга эффективности мер, регулирующих выбросы парниковых газов.

Исследовательская группа изучила измерения атмосферного газа, проводимые каждые две недели с самолетов в течение шестилетнего периода над северо-востоком страны, чтобы собрать образцы CO2 и других экологически важных газов. Их метод позволил им отделить CO2, полученный из ископаемого топлива, от CO2, выделяемого биологическими источниками, такими как дыхание растений, сказал старший научный сотрудник CU-Boulder Скотт Леман, который руководил исследованием вместе с научным сотрудником CU-Boulder Джоном Миллером.

Разделение стало возможным благодаря тому факту, что CO2, выделяющийся при сжигании ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и газ, не содержит углерода-14, поскольку период полураспада этого радиоизотопа углерода составляет около 5700 лет - намного меньше, чем возраст ископаемого топлива, которому миллионы лет. Напротив, CO2, выделяемый биологическими источниками на Земле, такими как растения, относительно богат углеродом-14, и ученые-атмосферисты могут точно определить разницу, сказал Леман из Института арктических и альпийских исследований CU.

В рамках исследования команда также измерила концентрации 22 других атмосферных газов, связанных с деятельностью человека, сказал Миллер из Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде со штаб-квартирой в CU. Разнообразный набор газов влияет на изменение климата, качество воздуха и восстановление озонового слоя, но их выбросы плохо изучены. Авторы использовали соотношение между уровнем концентрации каждого газа в атмосфере и уровнем CO2, получаемого из ископаемого топлива, для оценки уровней выбросов отдельных газов, сказал Миллер.

В долгосрочной перспективе измерение содержания углерода-14 в атмосфере дает возможность напрямую измерять выбросы CO2 от ископаемого топлива в странах и штатах, сказал Миллер. По его словам, этот метод станет усовершенствованием по сравнению с традиционными, "основанными на учете" методами оценки уровней выбросов CO2 и других газов, которые обычно основаны на отчетах из конкретных стран или регионов относительно использования угля, нефти и природного газа.

"Хотя подход, основанный на учете, вероятно, точен в глобальных масштабах, неопределенности возрастают для регионов меньшего масштаба", - сказал Миллер, также ученый из Исследовательской лаборатории системы Земли Национального управления океанических и атмосферных исследований в Боулдере. "И по мере того, как целевые показатели выбросов CO2 становятся все более распространенными, может возникнуть больший соблазн занижать отчетность. Но мы сможем разобраться в этом ".

Статья на эту тему была опубликована в выпуске от 19 апреля Журнала геофизических исследований "Атмосферы", издаваемого Американским геофизическим союзом. В число соавторов входят Стивен Монтцка и Эд Длугокенски из NOAA, Колм Суини, Бенджамин Миллер, Анна Карион, Джослин Тернбулл и Питер Танс из NOAA и CIRES, Чад Волак из INSTAAR CU и Джон Сауттон из Калифорнийского университета в Ирвине.

Одним из сюрпризов в исследовании стало то, что исследователи обнаружили продолжающиеся выбросы метилхлороформа и нескольких других газов, запрещенных к производству в Соединенных Штатах. Такие наблюдения подчеркивают важность независимого мониторинга, поскольку обнаружение таких выбросов может быть упущено из виду широко используемыми методами оценки, основанными на учете, сказал Монтцка.

Пробы атмосферного воздуха отбирались каждые две недели в течение шести лет самолетами у береговых линий Кейп-Мэй, штат Нью-Джерси, и Портсмута, штат Северная Каролина.

Выбросы ископаемого топлива привели к снижению концентрации CO2 в атмосфере Земли с примерно 280 частей на миллион в начале 1800-х годов до примерно 390 частей на миллион сегодня, сказал Миллер. Подавляющее большинство ученых-климатологов считают, что более высокие концентрации парникового газа CO2 в атмосфере Земли напрямую приводят к повышению температуры на планете.

"Мы считаем, что подход, предложенный в этом исследовании, может повысить точность обнаружения выбросов и проверки при сжигании ископаемого топлива и множества других искусственных газов", - сказал Леман. Он сказал, что подход с использованием углерода-14 был поддержан Национальной академией наук и может стать бесценным инструментом для мониторинга парниковых газов федеральными агентствами, такими как NOAA.

К сожалению, программа мониторинга парниковых газов NOAA была сокращена Конгрессом в последние годы, сказал Леман. "Даже если у нас не хватает воли регулировать выбросы, общественность имеет право знать, что происходит с нашей атмосферой. Прятать голову в песок - не самая разумная стратегия ", - сказал он.