Un nuevo estudio de la NASA / universidad sobre las emisiones de dióxido de carbono de 20 ciudades importantes de todo el mundo proporciona el primer estudio directo, evidencia basada en satélites de que a medida que aumenta la densidad de población de una ciudad, el dióxido de carbono que emite por persona disminuye, con algunas excepciones notables. El estudio también demuestra cómo las mediciones satelitales de este poderoso gas de efecto invernadero pueden brindar a las ciudades de rápido crecimiento nuevas herramientas para rastrear las emisiones de dióxido de carbono y evaluar el impacto de los cambios de política y las mejoras de infraestructura en su eficiencia energética.

Las ciudades representan más del 70% de las emisiones globales de dióxido de carbono asociadas con la producción de energía, y rapido, la urbanización en curso está aumentando su número y tamaño. Pero algunas ciudades densamente pobladas emiten más dióxido de carbono per cápita que otras.

Para entender mejor por qué Los científicos atmosféricos Dien Wu y John Lin de la Universidad de Utah en Salt Lake City se asociaron con colegas del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland y la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Calcularon las emisiones de dióxido de carbono per cápita para 20 áreas urbanas en varios continentes utilizando estimaciones de dióxido de carbono disponibles recientemente del satélite Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) de la NASA. administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en Pasadena, California. Las ciudades que abarcan un rango de densidades de población se seleccionaron en función de la calidad y cantidad de los datos OCO-2 disponibles para ellas. Se prefirieron las ciudades con vegetación mínima porque las plantas pueden absorber y emitir dióxido de carbono, complicando la interpretación de las medidas. Se incluyeron dos ciudades estadounidenses:Las Vegas y Phoenix.

Muchos científicos y legisladores han asumido que la mejor manera de estimar y comprender las diferencias en las emisiones de dióxido de carbono en las principales ciudades es emplear un enfoque "de abajo hacia arriba", compilar un inventario de las emisiones de combustibles fósiles producidas por las instalaciones industriales, granjas, transporte por carretera y centrales eléctricas. El método de abajo hacia arriba era el único enfoque viable antes de que se dispusiera de conjuntos de datos de teledetección. Este enfoque puede proporcionar estimaciones de emisiones por tipo de combustible (carbón, petróleo, gas natural) y sector (generación de energía, transporte, fabricación), pero pueden pasar por alto algunas emisiones, especialmente en áreas urbanas de rápido desarrollo.

Pero para este estudio, los investigadores, en cambio, emplearon un enfoque "de arriba hacia abajo" para inventariar las emisiones, utilizando estimaciones derivadas de satélites de la cantidad de dióxido de carbono presente en el aire sobre un área urbana cuando el satélite sobrevuela.

"Otras personas han utilizado estadísticas de combustible, el número de millas recorridas por una persona o el tamaño de las casas de las personas para calcular las emisiones per cápita, ", Dijo Lin." Estamos mirando hacia abajo desde el espacio para medir realmente la concentración de dióxido de carbono en una ciudad ".

Publicado el 20 de febrero en la revista Cartas de investigación ambiental , El estudio encontró que las ciudades con mayor densidad de población generalmente tienen menores emisiones de dióxido de carbono per cápita, en línea con estudios ascendentes anteriores basados ​​en inventarios de emisiones. Pero los datos satelitales proporcionaron nuevos conocimientos.

"Nuestra pregunta motivadora fue esencialmente:cuando la gente vive en ciudades más densas, ¿emiten menos dióxido de carbono? La respuesta general de nuestro análisis sugiere, sí, las emisiones de las ciudades más densas son más bajas, "dijo Eric Kort, investigador principal y profesor asociado de ciencias e ingeniería del clima y el espacio en la Universidad de Michigan. "No es una imagen completa, dado que solo vemos emisiones directas locales, pero nuestro estudio proporciona una evaluación de observación directa alternativa que antes faltaba por completo ".

El factor de densidad

Los científicos han planteado la hipótesis de que las áreas urbanas más densamente pobladas generalmente emiten menos dióxido de carbono por persona porque son más eficientes energéticamente:es decir, Se necesita menos energía por persona en estas áreas debido a factores como el uso del transporte público y la calefacción y refrigeración eficientes de las viviendas multifamiliares. Los datos satelitales pueden mejorar nuestra comprensión de esta relación porque describen las emisiones combinadas de todas las fuentes. Esta información se puede incorporar con fuentes más específicas, Inventarios ascendentes para ayudar a los administradores de la ciudad a planificar un crecimiento más eficiente desde el punto de vista energético y desarrollar mejores estimaciones de las futuras emisiones de dióxido de carbono.

Los datos de OCO-2 muestran que no todas las áreas urbanas densamente pobladas tienen menores emisiones per cápita, sin embargo. Ciudades con importantes instalaciones de generación de energía, como Yinchuan, Porcelana, y Johannesburgo, tenían emisiones más altas de lo que su densidad de población sugeriría de otra manera.

"El satélite detecta la columna de dióxido de carbono en la planta de energía, no en la ciudad que realmente usa el poder, "Dijo Lin.

"Algunas ciudades no producen tanto dióxido de carbono, dada su densidad de población, pero consumen bienes y servicios que darían lugar a emisiones de dióxido de carbono en otros lugares, "Añadió Wu.

Otra excepción a la observación de mayor densidad de población / menores emisiones es la riqueza. Una zona urbana rica, como Phoenix, produce más emisiones per cápita que una ciudad en desarrollo como Hyderabad, India, que tiene una densidad de población similar. Los investigadores especulan que las mayores emisiones per cápita de Phoenix se deben a factores como tasas más altas de conducción y mayor, mejores viviendas con aire acondicionado.

Mirando hacia el futuro

Los investigadores enfatizan que hay mucho más que aprender sobre las emisiones de dióxido de carbono en las zonas urbanas. Creen que los nuevos datos del sucesor de OCO-2, OCO-3, que se lanzó a la Estación Espacial Internacional el año pasado, junto con futuras misiones espaciales de observación de dióxido de carbono. puede arrojar luz sobre posibles soluciones para mitigar las emisiones de carbono de las ciudades.

"Mucha gente está interesada en las emisiones de dióxido de carbono de las grandes ciudades, "Dijo Wu". Además, hay algunos lugares con altas emisiones que no están necesariamente relacionadas con la población. Satellites can detect and quantify emissions from those locations around the globe."

Lanzado en 2014, OCO-2 gathers global measurements of atmospheric carbon dioxide—the principal human-produced driver of climate change—with the resolution, precision and coverage needed to understand how it moves through the Earth system and how it changes over time. From its vantage point in space, OCO-2 makes roughly 100, 000 measurements of atmospheric carbon dioxide over the globe every day. JPL manages OCO-2 for NASA's Science Mission Directorate in Washington.

While OCO-2 wasn't optimized to monitor carbon emissions from cities or power plants, it can observe these targets if it flies directly overhead or if the observatory is reoriented to point in their direction. A diferencia de, OCO-3, which has been collecting daily measurements of carbon dioxide since last summer, features an agile mirror-pointing system that allows it to capture "snapshot maps." In a matter of minutes, it can create detailed mini-maps of carbon dioxide over areas of interest as small as an individual power plant to a large urban area up to 2, 300 square miles (6, 400 square kilometers), such as the Los Angeles Basin, something that would take OCO-2 several days to do.