Gemäß dem Pariser Abkommen von 2015 zur Begrenzung der globalen Erwärmung müssen die Nationen die Fortschritte bei der zugesagten Emissionsreduzierung messen und melden. Sie legen regelmäßig Treibhausgasinventare vor, in denen die Emissionsquellen sowie die Entfernungen oder Senken der Gase innerhalb ihrer Grenzen aufgeführt sind. Diese werden dann von technischen Experten überprüft.
Der Rechnungslegungsprozess soll Transparenz gewährleisten und Vertrauen schaffen, aber er braucht Zeit und die Zahlen können alles andere als präzise sein.
Aber was wäre, wenn Veränderungen der Emissionen des Hauptgases Kohlendioxid, das den Planeten erwärmt, genauer und schneller gemeldet werden könnten? Das könnte äußerst nützlich sein, da die Welt versucht, die Erwärmung zu begrenzen.
Ein neues Projekt, Climate Trace, das der ehemalige Vizepräsident Al Gore am Mittwoch auf einer Veranstaltung neben dem COP26-Klimagipfel in Glasgow beschrieb, nutzt künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, um Satellitenbilder und Sensordaten zu analysieren, um genaue Emissionsschätzungen zu erhalten in nahezu Echtzeit.
Aber NASA-Forscher und Kollegen berichteten am Mittwoch über einen Meilenstein in Richtung eines anderen Ziels: die Messung der tatsächlichen Veränderungen der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, wenn Länder Schritte zur Reduzierung der Emissionen unternehmen.
Die Forscher sagten, dass sie durch das Einfügen von Satellitenmessungen von CO2 in ein Erdsystemmodell in der Lage waren, geringfügige Verringerungen der atmosphärischen Konzentration des Gases über den Vereinigten Staaten und anderen Gebieten zu erkennen, die auf die Sperrung des Coronavirus Anfang 2020 zurückzuführen waren.
Nach einigen Schätzungen führte der Rückgang der Wirtschaftstätigkeit durch die Sperrung zu Emissionsreduktionen von 10 Prozent oder sogar mehr, obwohl sich die Emissionen seitdem erholt haben. Diese Reduzierungen mögen groß erscheinen, aber sie bedeuteten nur eine sehr kleine Änderung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre, die derzeit mehr als 410 Teile pro Million beträgt.
Die Forscher konnten während der Sperrzeiten einen Rückgang von etwa 0,3 Teilen pro Million feststellen.
„Wir glauben, dass dies ein Meilenstein ist“, sagte Brad Weir, ein Forscher am Goddard Space Flight Center der NASA und Hauptautor eines Artikels, der die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Arbeit beschreibt.
Der Satellit Orbiting Carbon Observatory-2 wurde nicht entwickelt, um Veränderungen der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen zu messen. Vielmehr sollte untersucht werden, wie sich großräumige natürliche Klimamuster wie El Niño und La Niña auf die CO2-Konzentration auswirken. Der Satellit misst CO2 in der Luftsäule zwischen seiner Position und der Erdoberfläche und kann zusätzliche oder reduzierte Mengen des Gases erkennen, bevor es sich gleichmäßig in der Atmosphäre vermischt.
„Wir hatten das Glück, dass Anfang 2020 keinen starken El-Niño-Effekt hatte“, sagte Dr. Weir und stellte fest, dass ein stärkeres El-Niño-Signal das vom Menschen verursachte Signal maskiert hätte.
In den kommenden Jahren sollen mehrere weitere CO2-Messsatelliten gestartet werden. „Da wir immer bessere Beobachtungsmöglichkeiten haben, glauben wir, dass die Überwachung von Emissionen durch weltraumgestützte Beobachtungen machbar ist“, sagte Dr. Weir.
Johannes Friedrich, Senior Associate bei der Forschungsorganisation World Resources Institute, der sich mit Emissionsrechnungen beschäftigt, sagte, dass die aktuellen Messungen, insbesondere der Emissionen aus fossilen Brennstoffen, einigermaßen genau seien. Die Messungen basieren auf Berichten über menschliche Aktivitäten, wie den Betrieb eines bestimmten Kohlekraftwerks; Die Berechnung der Emissionen der verbrannten Kohle ist relativ einfach und unkompliziert. „Wir wissen ziemlich genau, woher die Emissionen kommen, und die meisten Länder erfassen sie“, sagte Friedrich.
Emissionen aus Landwirtschaft und Entwaldung bringen größere Unsicherheiten mit sich. Schätzungen der von Rindern emittierten Treibhausgase sind beispielsweise nur Schätzungen. Und die Emissionen aus der Entwaldung können unter anderem je nach Grad und Ausmaß der Rodung variieren.
Herr Friedrich, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, er glaube, dass satellitengestützte Messungen in Zukunft möglicherweise funktionieren könnten. “Zu diesem Zeitpunkt hat es noch ziemlich große Herausforderungen”, sagte er.
„Sie würden zum Beispiel sehr regelmäßige Messungen mit sehr guter Auflösung und einer sehr guten Abdeckung der gesamten Vereinigten Staaten benötigen“, sagte er. “Und das ist immer noch sehr schwierig.”