Alors que les États-Unis s'apprêtent à se retirer de l'Accord de Paris sur le climat, les villes et les états à travers le pays ont pris la tête des efforts de réduction du CO2 atmosphérique. Par conséquent, des mesures précises des émissions de carbone anthropique et biogénique sont impératives pour suivre les progrès des municipalités dans la réalisation des objectifs climatiques.

Boston, Massachusetts, a adopté des objectifs de réduction qui incluent une réduction des émissions de 25 % en dessous des niveaux de 2005 d'ici 2020, et neutralité carbone totale d'ici 2050, alors que la population mondiale devrait atteindre 6 milliards. Une collaboration de chercheurs américains a développé un modèle utilisant les données d'émissions de Boston qui quantifie avec précision les émissions dans la région urbaine de Boston sur une période de 16 mois, et ils rapportent qu'il est capable de détecter des flux supérieurs à 18 pour cent. Ils ont publié leurs résultats dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Les émissions sont les plus élevées dans les villes, qui ont les plus fortes concentrations d'utilisation de véhicules et de production d'électricité à base de carbone, et les villes sont donc des bancs d'essai idéaux pour les modèles de surveillance des gaz à effet de serre. Cependant, bien que les villes mènent des efforts pour réduire les émissions, la plupart n'ont pas adopté d'inventaires détaillés des sources de carbone atmosphérique.

Les chercheurs notent que les émissions sont largement évaluées par deux moyens :une approche « ascendante » qui dérive l'utilisation de combustibles fossiles de diverses sources combinées à la teneur en carbone du combustible; et une approche « descendante » qui quantifie les émissions en fonction des émissions de gaz à effet de serre (GES) mesurées dans l'atmosphère.

Les méthodologies et les données d'entrée pour le suivi ascendant peuvent changer entre les évaluations au cours de différentes années, créant une incertitude sur le flux. Les chercheurs présentent donc une nouvelle méthode top-down basée sur la modélisation inverse, qu'ils rapportent peuvent quantifier les incertitudes dans les émissions pour détecter les tendances causées par la politique, changements et réglementations économiques. Le modèle inverse peut également être utilisé pour surveiller les inventaires ascendants de combustibles carbonés.

Les chercheurs écrivent, "Cette étude a utilisé 16 mois de mesures de CO2 sur deux sites à Boston et trois sites frontaliers à l'extérieur de la ville avec un cadre de modélisation haute résolution pour quantifier les émissions anthropiques moyennes dans la région à 0,92 kg C•m ^-2 •y ^-1 (IC à 95 % : 079 à 1,06), ce qui est 14% plus élevé que celui calculé par l'inventaire ACES."

ACES est le premier inventaire régional ascendant des émissions horaires de CO2 provenant des combustibles fossiles dans tous les secteurs émetteurs de carbone. Le nouveau modèle descendant présente quelques avantages. L'un est un soi-disant rideau de concentration de CO2 qui est lié aux mesures de surface mais variant en altitude.

Deuxièmement, le modèle utilise une représentation détaillée des flux biologiques urbains. Sans cette représentation, il n'est pas possible de générer un modèle précis pendant la saison de croissance de cinq mois.

Les chercheurs notent que l'amélioration des modèles de transport et des données de télédétection réduira davantage les incertitudes, et que le déploiement de cadres de modélisation similaires dans d'autres villes du monde permettrait de vérifier la réalisation des objectifs de réduction des émissions.

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