Nas seis semanas após a área da Baía de São Francisco instituir o primeiro mandato de abrigo no local do país em resposta à crescente pandemia de COVID-19, as emissões regionais de dióxido de carbono caíram 25%, quase tudo devido a uma queda de quase 50% no tráfego rodoviário, de acordo com um novo estudo da Universidade da Califórnia, Berkeley.

Embora as emissões tenham aumentado constantemente desde então, a resposta dramática a um corte abrupto na queima de combustível fóssil veicular mostra a eficácia com que um movimento em direção ao amplo uso de veículos elétricos reduziria o principal gás de efeito estufa responsável pela mudança climática e pelo aquecimento global.

Os dados vêm de uma rede de sensores de dióxido de carbono montados em torno da área da baía por cientistas da UC Berkeley nos últimos oito anos - uma rede que já está sendo replicada em várias cidades ao redor do mundo. Glasgow, Escócia, anunciará amanhã (10 de novembro) que planeja instalar 25 desses monitores no próximo ano em tempo para o dia 1º de novembro, 2021, início da Conferência das Nações Unidas sobre Mudança do Clima naquela cidade.

"Isso é o que pareceria para o CO ₂ , se eletrificássemos a frota de veículos, "disse Ronald Cohen, Professor de química e de ciências terrestres e planetárias da UC Berkeley e autor sênior do estudo. "A implicação é que as emissões nas estradas podem ser alteradas rápida e dramaticamente por políticas, e temos uma ferramenta para acompanhar isso de forma relativamente rápida. Esta é a maneira de saber que estamos no caminho certo para atingir nossos objetivos. "

Cohen está participando de um webinar sobre o projeto amanhã, 8-11:45 PST, junto com Mary Nichols, presidente do Conselho de Recursos Aéreos da Califórnia, e líderes de Glasgow e escoceses. Ele e seus colegas relataram os resultados de seu estudo sobre a área da baía em um artigo publicado online em 30 de outubro no jornal Cartas de pesquisa geofísica .

O estado da Califórnia já proibiu a venda de veículos movidos a gás até 2035 e estabeleceu uma meta de reduzir as emissões estaduais de dióxido de carbono em cerca de 3% ao ano nos próximos 10 anos. Uma rede estadual como a rede de pequena escala que Cohen criou - a Berkeley Environmental Air-quality &CO ₂ Rede, ou BEACO ₂ N - seria capaz de rastrear CO ₂ emissões e demonstrar aos legisladores e ao público que esses esforços são eficazes na redução dos gases de efeito estufa.

"Estamos defendendo que esta é a maneira de rastrear o CO urbano ₂ em cidades de todo o mundo, "disse ele." Estamos tentando descobrir que combinação de ferramentas torna essa rotina o suficiente para transferir para agências governamentais que rastreariam isso, ou para empresas privadas que podem fornecer esses serviços a agências governamentais de uma forma eficiente em escala. "

Cohen observou que nenhuma agência governamental rastreia rotineiramente as emissões urbanas de dióxido de carbono no solo. A Agência de Proteção Ambiental (EPA) federal é responsável por rastrear coisas como ozônio, NOx e particulados, mas não CO ₂ :O gás de efeito estufa não era um dos "poluentes critérios" que a EPA foi encarregada de monitorar e regulamentar como resultado das emendas na década de 1970 à Lei do Ar Limpo de 1963. A EPA em 2009 invocou a chamada cláusula de perigo para regular o CO ₂ emissões, mas a administração Trump entrou com uma ação para revogar o regulamento.

"É quase bobo que não estivéssemos medindo CO ₂ do começo, na rede EPA, porque quase todas as fontes desses gases poluentes estão queimando combustíveis, "Cohen disse." Nós medimos esses gases poluentes, mas não temos os dados na atmosfera para dizer quanto combustível foi queimado. Uma das vantagens da abordagem que estamos adotando é que você pode imaginar, nacional ou internacionalmente, fundindo o CO ₂ e os inventários de emissões da qualidade do ar em um único conjunto de dados e fornecendo qualidade do ar e CO simultâneos ₂ análises, muito parecido com o que o Serviço Nacional de Meteorologia faz para o clima normal e severo. "

BEACO ₂ N

Quase uma década atrás, Cohen decidiu encontrar uma maneira de medir os poluentes, incluindo dióxido de carbono, barato o suficiente para implantar no nível da vizinhança. Por site, As estações EPA podem custar cerca de US $ 200, 000, e eles nem mesmo vêm com CO ₂ sensores.

Usando novas tecnologias vários níveis melhores do que os sensores de monóxido de carbono e dióxido de carbono em nossas casas, ele agora pode construir - por US $ 8, 000 - um pacote do tamanho de uma caixa de sapatos que a cada 5 segundos registra os níveis de CO ₂ e quatro poluentes gasosos comuns que contribuem para a poluição - monóxido de carbono (CO), óxido nitroso (NO), dióxido de nitrogênio (NO ₂ ) e ozônio (O3) - bem como os níveis de partículas, como a fumaça que recentemente envolveu a área da baía de incêndios no norte da Califórnia.

Nos últimos cinco anos, ele implantou 72 desses pacotes de instrumentos em torno da área da baía como parte do BEACO ₂ N. A maioria dos nós da rede estão em Oakland, Richmond, Vallejo e ao longo do corredor I-80, normalmente espaçados cerca de 2 quilômetros - pouco mais de uma milha - um do outro. As escolas são locais preferidos, porque sua equipe pode se envolver com alunos e professores que estudam ciências, e ele pode acessar seus sistemas Wi-Fi para enviar dados em tempo real para seu laboratório, onde eles são postados online. Ele e sua equipe também instalaram quatro estações em San Francisco, incluindo dois no Exploratorium, e estão colaborando com colegas em outros lugares para construir redes semelhantes em Los Angeles, Nova York e Houston, bem como em Glasgow.

O objetivo de Cohen é fornecer aos governos e formuladores de políticas o feedback de que precisam enquanto tentam reduzir os poluentes e os gases do efeito estufa. Colocando-os regularmente em toda a área, ele também espera mostrar como a redução de poluentes afeta todas as comunidades, especialmente as comunidades de baixa renda que sofrem muito frequentemente com o ar nocivo para a saúde ao longo dos corredores das rodovias e perto de usinas de energia ou refinarias.

“Do ponto de vista da justiça ambiental, a questão é, 'Se controlarmos o CO ₂ , fazemos isso de forma equitativa? '", disse ele." Com cap and trade na Califórnia, por exemplo, não seria certo se os ricos fechassem primeiro as instalações perto deles e transferissem esse fardo extra para o local onde vivem os pobres. UM BEACO ₂ Um tipo de rede N seria uma forma de rastrear essas coisas. "

Cap and trade - um programa regulatório governamental comum na Europa, China e Canadá e empregados em 10 estados dos EUA, incluindo a Califórnia - é uma forma de incentivar as empresas a reduzir suas emissões de dióxido de carbono. Empresas específicas recebem um limite, ou boné, na quantidade de CO ₂ eles podem emitir, mas estão autorizados a vender, ou comércio, suas licenças de emissão para outras empresas se reduzirem suas próprias emissões.

Hoje, muitas cidades também têm planos de ação climática, no entanto, eles não têm os dados para monitorar seu sucesso, Cohen disse. Os níveis de dióxido de carbono em todo o mundo são medidos pelos satélites Orbiting Carbon Observatory da NASA e pelos satélites de observação de gases de efeito estufa do Japão, mas apenas em nível regional, não cidade por cidade.

"Nosso objetivo é fornecer às pessoas dados para apoiar o que estão fazendo, para que eles possam fazer julgamentos sobre o que funciona de maneira eficaz, "Cohen disse.

Um experimento natural

Em 16 de março, seis condados na área da baía se tornaram a primeira região nos EUA a dizer aos funcionários não essenciais para ficarem em casa para impedir a disseminação do COVID-19. Cohen viu isso como uma oportunidade de ver o que acontece quando o uso de carros movidos a gás despenca.

Batendo medições da rede BEACON, Cohen e seus colegas compararam as seis semanas anteriores ao abrigo no local - fevereiro 2 a 15 de março - com um período de seis semanas depois, 22 de março a 2 de maio. Trinta e cinco dos sensores estiveram operacionais durante todo esse tempo. A equipe corrigiu a absorção substancial de CO ₂ por plantas na primavera e modelos meteorológicos usados ​​para extrapolar as medições da fonte pontual para a área da baía.

A equipe encontrou a maior redução no CO ₂ níveis durante a hora do rush matinal de segunda a quinta-feira, por volta das 7h, ao longo das principais rodovias, com a maior melhoria ao longo da I-880 passando pelo norte de Oakland. Geral, CO causado por humanos ₂ os níveis caíram 30% depois que as restrições de abrigos locais limitaram a mobilidade. Os monitores próximos às rodovias mostraram que a maior parte dessa redução ocorreu como resultado de uma redução de 48% no tráfego de veículos. Cerca de 8% da diminuição do dióxido de carbono foi atribuída à diminuição das emissões de fontes estacionárias, como refinarias.

Durante tempos normais, há um grande aumento no CO ₂ emissões durante a hora do rush matinal e um menor aumento durante a hora do rush da noite, mas essas diferenças diárias tornaram-se menos pronunciadas.

Esses dados não estão disponíveis em outros sistemas de monitoramento, através de uma rede de ciência cidadã, Purple Air, vende sensores de qualidade do ar doméstico por US $ 250 ou mais que medem partículas, como fumaça ou poeira, que comprovadamente aumentam o risco de doenças respiratórias e cardiovasculares. Emissões de dióxido de Carbono, por outro lado, são estimados a partir da quantidade de combustível consumido pela atividade humana.

Um estudo recente usou essas estimativas da atividade humana para documentar que, durante a pandemia, cidades ao redor do mundo viram uma queda no CO ₂ emissões. De autoria de Daniel Kammen da UC Berkeley e vários colegas na China, o estudo estimou que houve uma queda abrupta de 8,8% no CO global ₂ emissões no primeiro semestre de 2020.

Redes como BEACO ₂ N são uma forma precisa e acessível de obter dados muito melhores no nível da vizinhança.

"Aqui teríamos uma medida direta, "Cohen disse." Indo em frente, esperamos que as observações diretas de CO ₂ nos ajudará a refinar a compreensão das emissões que estão contribuindo para a poluição do ar e, simultaneamente, as emissões de poluição do ar nos ajudarão a refinar nossa compreensão das emissões de CO ₂ . "