Mentre gli Stati Uniti si preparano a ritirarsi dall'accordo di Parigi sul clima, città e stati in tutto il paese hanno assunto un ruolo guida negli sforzi di riduzione della CO2 atmosferica. Perciò, misure accurate delle emissioni di carbonio antropogeniche e biogene sono indispensabili per monitorare i progressi dei comuni nel raggiungimento degli obiettivi climatici.

Boston, Massachusetts, ha adottato obiettivi di riduzione che includono la riduzione delle emissioni del 25% rispetto ai livelli del 2005 entro il 2020, e totale neutralità del carbonio entro il 2050, quando si prevede che la popolazione mondiale raggiungerà i 6 miliardi. Una collaborazione di ricercatori statunitensi ha sviluppato un modello utilizzando i dati sulle emissioni di Boston che quantifica accuratamente le emissioni nella regione urbana di Boston per un periodo di 16 mesi, e riferiscono che è in grado di rilevare flussi superiori al 18 percento. Hanno pubblicato i loro risultati in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Le emissioni sono più elevate nelle città, che hanno le maggiori concentrazioni di uso veicolare e generazione di energia a base di carbonio, e le città sono quindi banchi di prova ideali per modelli di monitoraggio dei gas serra. Però, sebbene le città stiano conducendo sforzi per ridurre le emissioni, la maggior parte non ha adottato inventari dettagliati delle fonti di carbonio atmosferiche.

I ricercatori osservano che le emissioni sono in gran parte valutate in due modi:un approccio "dal basso verso l'alto" che deriva l'uso di combustibili fossili da varie fonti combinato con il contenuto di carbonio del combustibile; e un approccio "top-down" che quantifica le emissioni in base alle emissioni di gas serra (GHG) misurate nell'atmosfera.

Le metodologie e i dati di input per il monitoraggio bottom-up possono cambiare tra valutazioni in anni diversi, creando incertezza sul flusso. I ricercatori presentano quindi un nuovo metodo top-down basato sulla modellazione inversa, che riportano possono quantificare le incertezze nelle emissioni per rilevare le tendenze causate dalla politica, cambiamenti economici e regolamenti. Il modello inverso può essere utilizzato anche per monitorare gli inventari dal basso verso l'alto di combustibili da carbonio.

I ricercatori scrivono, "Questo studio ha utilizzato 16 mesi di misurazioni di CO2 in due siti a Boston e tre siti di confine fuori città con un quadro di modellazione ad alta risoluzione per quantificare le emissioni antropogeniche medie nella regione a 0,92 kg C•m ^-2 •y ^-1 (IC 95%:da 079 a 1,06), che è del 14% superiore a quello calcolato dall'inventario ACES."

ACES è il primo inventario regionale bottom-up delle emissioni orarie di CO2 da combustibili fossili nei settori che emettono carbonio. Il nuovo modello top-down ha un paio di vantaggi. Uno è una cosiddetta cortina di concentrazione di CO2 che è legata alle misurazioni della superficie ma che varia in altitudine:i ricercatori riferiscono che questa rappresentazione ha migliorato l'accordo tra la media che hanno modellato e le misurazioni atmosferiche effettive del 40%.

In secondo luogo, il modello utilizza una rappresentazione dettagliata dei flussi biologici urbani. Senza questa rappresentazione, non è possibile generare un modello accurato durante la stagione di crescita di cinque mesi.

I ricercatori osservano che il miglioramento dei modelli di trasporto e dei dati di telerilevamento ridurrà ulteriormente le incertezze, e che l'implementazione di strutture di modellazione simili in altre città del mondo verificherebbe il raggiungimento degli obiettivi di riduzione delle emissioni.

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