I ricercatori hanno combinato le osservazioni satellitari del 2019 con un modello di trasporto atmosferico per generare una mappa ad alta risoluzione delle emissioni di metano, che è stata poi confrontata con le stime EPA dello stesso anno. I ricercatori hanno scoperto:

• Le emissioni di metano dalle discariche sono superiori del 51% rispetto alle stime EPA
• Le emissioni di metano di 95 aree urbane sono superiori del 39% rispetto alle stime EPA
• Le emissioni di metano dei 10 stati con le maggiori emissioni di metano sono superiori del 27% rispetto alle stime EPA

"Il metano è il secondo maggior contributore al cambiamento climatico dietro l'anidride carbonica, quindi è davvero importante quantificare le emissioni di metano con la massima risoluzione possibile per individuare da quali fonti proviene", ha affermato Hannah Nesser, ex Ph.D. studente presso SEAS e primo autore dell'articolo. Nesser è attualmente membro del Programma post-dottorato della NASA (NPP) nel Carbon Cycle &Ecosystems Group presso il Jet Propulsion Laboratory.

La ricerca, pubblicata su Atmospheric Chemistry and Physics , è stata una collaborazione tra scienziati di Harvard e un team interdisciplinare di ricercatori provenienti da tutti gli Stati Uniti e da tutto il mondo, comprese università in Cina e nei Paesi Bassi.

L'EPA stima che le discariche siano la terza fonte di emissioni di metano causate dall'uomo negli Stati Uniti, ma l'EPA utilizza un metodo di contabilità dal basso verso l'alto che spesso non corrisponde alle osservazioni sul metano atmosferico.

La stima del metano EPA per le discariche utilizza il Greenhouse Gas Reporting Program, che richiede alle strutture ad alte emissioni di autodichiarare le proprie emissioni ogni anno. Per le discariche senza cattura del metano, le emissioni vengono semplicemente calcolate osservando la quantità di rifiuti in arrivo e stimando la quantità di rifiuti di metano prodotta nel tempo. Tale cifra viene poi ampliata per includere le operazioni di discarica che non rientrano nel Greenhouse Gas Reporting Program.

L'approccio top-down di Nesser e dei suoi colleghi utilizza le osservazioni del metano atmosferico effettuate dal Tropospheric Monitoring Instrument (TROPOMI) a bordo del satellite Sentinel-5 Precursor insieme a un modello di trasporto atmosferico per tracciare il percorso delle emissioni dall'atmosfera fino al suolo. /P>

Utilizzando questo metodo, il team ha analizzato 70 singole discariche negli Stati Uniti. In queste strutture, i ricercatori hanno riscontrato emissioni mediamente superiori del 77% rispetto alle stime del Greenhouse Gas Reporting Program.

La disparità è più ampia per le discariche che raccolgono metano come parte delle loro attività.

Le discariche non misurano la quantità esatta di metano che perdono, ma piuttosto stimano l’efficienza dei loro sistemi di raccolta. L'EPA presuppone che il tasso di efficacia predefinito per la raccolta del metano sia del 75%.

Ma Nesser e i suoi colleghi hanno scoperto che in realtà le discariche sono molto meno efficaci di quanto si pensasse in precedenza nel raccogliere il metano.

Delle 70 discariche studiate dal team, 38 recuperano gas. Tra queste strutture, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di metano erano mediamente più alti di oltre il 200% rispetto alle stime del Greenhouse Gas Reporting Program.

"La nostra ricerca mostra che queste strutture stanno perdendo più metano di quanto pensino", ha affermato Nesser. "L'EPA utilizza un'efficacia del 75% come valore predefinito per la raccolta del metano, ma scopriamo che in realtà è molto più vicina al 50%."

Le stime dell'EPA inoltre non tengono conto di eventi una tantum, come progetti di costruzione o perdite temporanee, che potrebbero portare a un massiccio aumento delle emissioni di metano e contribuire alla discrepanza tra le stime dell'EPA e il metano atmosferico osservato.

Il gruppo di ricerca ha anche confrontato la propria analisi con i nuovi inventari dei gas serra a livello statale dell'EPA.

I ricercatori hanno riscontrato emissioni di metano più elevate del 27% nei 10 principali stati produttori di metano, con gli aumenti maggiori in Texas, Louisiana, Florida e Oklahoma. Il team ha scoperto che questi 10 stati sono responsabili del 55% delle emissioni di metano provocate dall’uomo negli Stati Uniti. Forse non sorprende che il Texas sia responsabile del 21% delle emissioni di metano di origine antropica negli Stati Uniti, il 69% delle quali proviene dall'industria del petrolio e del gas.

A livello urbano, i ricercatori hanno scoperto che, in media, le 10 città con le più elevate emissioni di metano urbano hanno effettivamente emissioni più elevate del 58% rispetto a quanto stimato in precedenza. Queste città includono New York, Detroit, Atlanta, Dallas, Houston, Chicago, Los Angeles, Cincinnati, Miami e Filadelfia.

"Tutti questi luoghi hanno un diverso profilo di fonti di emissione, quindi non c'è alcun fattore che porti a sottostimare il metano su tutta la linea", ha affermato Nesser.

I ricercatori sperano che il lavoro futuro fornisca maggiore chiarezza sulla provenienza esatta di queste emissioni e su come stanno cambiando.

"Questa ricerca evidenzia l'importanza di comprendere queste emissioni", ha affermato Daniel Jacob, professore di chimica atmosferica e ingegneria ambientale presso la SEAS e autore senior dell'articolo. "Abbiamo in programma di continuare a monitorare le emissioni di metano degli Stati Uniti utilizzando nuove osservazioni satellitari ad alta risoluzione e di collaborare con l'EPA per migliorare gli inventari delle emissioni."

La ricerca è stata scritta in collaborazione con Joannes D. Maasakkers, Alba Lorente, Zichong Chen, Xiao Lu, Lu Shen, Zhen Qu, Melissa P. Sulprizio, Margaux Winter, Shuang Ma, A. Anthony Bloom, John R. Worden, Robert N .Stavins e Cynthia A. Randles.