Kan en by bli mer velstående, samtidig som den blir mindre avhengig av olje, gass og kull? I to nye studier bruker forskere fra NILU satellittdata til å undersøke nettopp dette. Først kartla de utviklingen i NO₂-forurensning i mer enn 5400 byer, og deretter koblet de disse endringene til økonomisk vekst.
Byer står for en stor del av verdens økonomiske aktivitet. De er også viktige kilder til luftforurensning i form av utslipp av nitrogendioksid (NO2) fra trafikk, industri og energiproduksjon.
Mange byer har iverksatt tiltak for å redusere utslippene sine, men det har vært vanskelig å finne ut om de faktisk klarer å kutte fossilavhengigheten samtidig som økonomien vokser.
Nå har forskere ved NILU brukt satellittdata til å undersøke utviklingen av NO2-nivåer i 5435 byer over hele verden. Alle byene har mer enn 100 000 innbyggere, og forskerne så på data fra årene 2019-2024.
I den første studien undersøkte forskerne hvordan NO₂-nivåene basert på satellittmålinger har endret seg i de 5435 byene. I den andre studien koblet de NO₂-trendene med økonomiske data. Målet var å finne ut om byer klarer å vokse økonomisk samtidig som den fossilrelaterte forbrenningsaktiviteten går ned.
Ser forurensning fra verdensrommet
Forskerne har brukt målinger fra TROPOMI-instrumentet om bord på den europeiske Sentinel-5P-satellitten. Instrumentet måler blant annet NO₂ i atmosfæren.
NO₂ dannes særlig ved forbrenning av fossilt brensel. Kildene kan være alt fra biltrafikk og tungtransport til kraftproduksjon og industri.
NO₂ har relativt kort levetid i atmosfæren. Derfor kan satellittmålinger av NO₂ gi et tydeligere bilde av hvor forbrenningsrelatert aktivitet faktisk skjer enn for eksempel CO₂. Grunnen til det er at CO2 har en lenger levetid i atmosfæren, og dermed rekker å blande seg mer globalt.
– NO₂ er nært knyttet til utslipp fra transport, industri og kraftproduksjon. Dermed gir NO2-målinger fra satellitter oss en globalt konsistent måte å følge endringer i fossil forbrenning på bynivå, forklarer Philipp Schneider. Han er en av forskerne bak studien.
Justerte for vær og årstider
Luftforurensning påvirkes ikke bare av utslipp. Vind, temperatur, nedbør, sollys og årstid spiller også inn.
Derfor brukte forskerne en statistisk metode som justerer for meteorologi og sesongvariasjoner. Målet var å skille bedre mellom endringer i NO2-nivåene som skyldes variasjoner i værforhold, og endringer som skyldes utslipp og menneskelig aktivitet.
I den første studien brukte forskerne daglige satellittmålinger og NILUs modell AirGAM til å beregne NO₂-trender i byområder med mer enn 100.000 innbyggere.
De fleste byene med tydelig trend fikk mindre NO₂
For 1400 av 5435 byer viste NO2-målingene en statistisk signifikant trend (se faktaboks) i NO₂-nivåene. Omtrent 79 prosent av disse byene hadde nedgang i NO2-nivåene.
Nedgangen var særlig tydelig i Øst-Asia og Europa. I Kina gikk NO₂-nivåene ned i over 99 prosent av byene med en klar trend. I Europa gjaldt det rundt 95 prosent av byene.
NO₂-nivåene gikk mest opp i deler av Midtøsten, Sentral-Asia og Sør-Asia. Blant de mest folkerike byene var Teheran og Kairo eksempler på byer der satellittmålingene viste økende NO₂-nivåer i perioden.
NILU-forskerne understreker at satellittdata ikke erstatter målinger på bakken. Men de gir et sammenlignbart, globalt bilde – også i områder der det er få eller ingen målestasjoner.
Kan økonomien vokse uten mer fossil aktivitet?
I den andre studien gikk forskerne et steg videre.
De kombinerte satellittmålingene av NO₂ med økonomiske data for å undersøke om byer blir mer eller mindre avhengige av fossil forbrenning når økonomien vokser.
Forskerne så på utviklingen i brutto nasjonalprodukt (BNP) per innbygger på bynivå og sammenlignet den med NO₂-utviklingen. Deretter delte de byene inn i fire grupper:
- Renere og rikere: Økonomien vokser, mens NO₂ går ned
- Skitnere og rikere: Økonomien vokser, men NO₂ øker
- Renere og fattigere: NO₂ går ned, men økonomien svekkes
- Skitnere og fattigere: NO₂ øker, samtidig som økonomien svekkes
Blant de 2475 byene med tydelige trender havnet rundt 80 prosent i gruppen «renere og rikere». Disse byene lå særlig i Kina, Europa og Nord-Amerika. Omtrent 16 prosent havnet i gruppen «skitnere og rikere», og disse byene befant seg i hovedsak i India, Midtøsten og deler av Sentral-Asia.
Global oversikt som viser hvilke byer som ble skitnere og fattigere, skitnere og rikere, renere og fattigere samt renere og rikere. Figur: Nature Cities
Et tegn på grønnere vekst (men ikke hele svaret)
Forskerne bruker ikke NO₂ som et direkte mål på klimagassutslipp. Det er heller ikke et fullstendig mål på luftkvalitet.
– I denne sammenhengen har vi brukt nitrogendioksid som en observerbar indikator på forbrenningsrelatert aktivitet – særlig fra transport, industri og kraftproduksjon. Endringer i NO₂ kan også skyldes overgang til renere teknologi, elektrifisering, bedre utslippskontroll eller endringer i energisystemet, forklarer Schneiders kollega Daniel Moran.
Det betyr at studien først og fremst viser relativ frikobling: at økonomisk vekst i mange byer ikke lenger ser ut til å være like tett koblet til fossil forbrenning som før.
Det betyr ikke nødvendigvis at byens totale klimagassutslipp er lave, eller at forbruket ikke skaper utslipp andre steder i verden.
Moran peker også på at perioden er kort. Analysen dekker årene 2019–2024, altså en periode som også ble påvirket av koronapandemien.
Kina og Europa skiller seg ut
Flere store kinesiske byer, blant annet Beijing og Shanghai, hadde både økonomisk vekst og lavere NO₂-nivåer.
Forskerne peker på at dette kan henge sammen med strengere luftkvalitetspolitikk, flytting eller nedleggelse av forurensende industri, elektrifisering av transport og bedre utslippskontroll.
Også europeiske byer som Paris, Berlin og Amsterdam viste tegn til samme utvikling. Her kan lavutslippssoner, renere transport og energipolitikk ha bidratt.
Samtidig viser resultatene at mange raskt voksende byer fortsatt er tett koblet til fossil energi. I slike byer kan økonomisk vekst fremdeles bety mer biltrafikk, mer kraftproduksjon basert på fossile brensler og økt industriaktivitet.
Et verktøy for bypolitikk
Forskerne mener metoden kan brukes som et nytt verktøy for å følge byenes utvikling over tid.
– Satellittmålingene dekker hele verden på samme måte. Derfor gir de et mer rettferdig sammenligningsgrunnlag enn lokale utslippsregnskap, som ofte lages med ulike metoder og sjelden oppdateres, sier Philipp Schneider.
Metoden han og kollegaene har utviklet kan oppdateres jevnlig og brukes til å følge byers utvikling mot mindre fossilavhengighet og mer bærekraftig vekst.
For byer med få målestasjoner kan dette være særlig nyttig.
Satellittene kan ikke fortelle alt. Men de kan vise hvor utviklingen går i riktig retning – og hvor den ikke gjør det.
Nettopp det kan være viktig når verdens byer skal vokse videre, samtidig som de stadig skal frigjøre seg fra fossil energi.
