Ученые предложили измерять выбросы парниковых газов в городах по газонам

Закат над территорией Лос-Анджелеса, где расположены нефтеперерабатывающие заводы — источники выбросов углекислого газа. Автор: Steve Zylius / UC Irvine

Города по всему миру работают над сокращением выбросов парниковых газов, вызывающих изменение климата, но до сих пор существовало мало способов точно измерить, действительно ли эти выбросы уменьшаются в конкретном муниципалитете. В новом исследовании ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали эффективный метод измерения выбросов парниковых газов вокруг городов, который может помочь местным властям оценить эффективность своих программ по сокращению выбросов.

Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

«Выбросы ископаемого углекислого газа являются основной причиной изменения климата», — заявила Клаудия Чимчик, профессор наук о Земле из UC Irvine и старший автор исследования. — «Мы обнаружили, что измерение радиоуглерода в газонных травах — это практичный и пространственно чувствительный инструмент для оценки картину выбросов ископаемого CO₂ в городах».

Команда под руководством бывшей аспирантки UC Irvine Синди Яньес измерила содержание радиоуглерода в ухоженных газонах в городских и сельских районах Южной Калифорнии. В тех же местах они использовали прибор для измерения парниковых газов, предоставленный Манвендрой Дубей из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, чтобы количественно определить общее количество углекислого газа в атмосфере.

«Наше исследование демонстрирует, что радиоуглеродный анализ газонных трав можно использовать для картирования так называемых городских куполов CO₂ и для оценки прогресса в достижении целей декарбонизации, особенно в районах, где отсутствует инфраструктура мониторинга углекислого газа», — пояснила Чимчик.

Такие данные о растениях дают детальную картину выбросов парниковых газов вокруг отдельных муниципалитетов, что позволяет городам оценить, эффективны ли их инициативы по сокращению выбросов.

Эта работа основана на исследовании, проведенном во время пандемии COVID-19, когда совместная команда UC Irvine и UC Riverside попросила добровольцев собрать и отправить образцы инвазивных трав из своих районов в лаборатории UC Irvine. Тот анализ показал резкое снижение выбросов ископаемого CO₂ в первые дни пандемии, за которым последовал рост выбросов по мере ослабления пандемии и возобновления вождения автомобилей.

В текущем исследовании команда перешла к отбору проб ухоженных газонных трав, что позволило проводить наблюдения круглый год, и они сотрудничали с экспертами из сообщества мониторинга парниковых газов.

«Одной из основных проблем было понимание того, как долго растения записывают сигнал CO₂», — сказала Чимчик. — «Мы решили эту проблему, сосредоточившись на ухоженных газонах, которые регулярно косят, обычно каждые одну-две недели в Южной Калифорнии».

Отбор проб верхушек часто скашиваемой травы гарантировал, что образцы представляют примерно две недели недавнего роста, что давало команде более последовательные временные рамки для сравнения с атмосферными измерениями концентраций парниковых газов.

«В Лос-Анджелесе уникальные атмосферные условия, где окружающие горы удерживают выбросы в бассейне», — отметила Чимчик. — «Наш метод успешно фиксирует эти картины, но нам нужно протестировать его в других городах с другими метеорологическими условиями, чтобы понять, работает ли он так же хорошо в местах, где выбросы подвержены более постоянному ветровому переносу, а не ситуации с горами и бассейном, как в Лос-Анджелесе».

Дополнительная информация: C. C. Yañez et al, Quantifying Fossil Fuel CO₂Enhancements Along an Urban‐Rural Gradient With Radiocarbon Analysis of Turfgrasses, Journal of Geophysical Research: Atmospheres (2025). DOI: 10.1029/2025jd043336

Источник: University of California, Irvine

Интересный факт: радиоуглеродный анализ широко используется в археологии для датирования органических материалов, но его применение для мониторинга современных выбросов — относительно новое направление. Ископаемое топливо (нефть, уголь, газ) практически не содержит радиоактивного углерода-14, поскольку оно образовалось миллионы лет назад, и этот изотоп уже распался. Поэтому растения, поглощающие CO₂ из атмосферы, загрязненной выбросами от сжигания ископаемого топлива, будут показывать более низкое содержание углерода-14 по сравнению с растениями из чистых районов.