Городские реки оказались мощным источником парниковых выбросов

Реки в городах по всему миру каждый год выбрасывают порядка 80 миллионов тонн эквивалента углекислого газа. Чем меньше река и в чем более густо населенном городе она протекает, тем интенсивнее будут потоки парниковых газов в атмосферу. Такие оценки приводятся в статье, опубликованной в журнале Nature Sustainability.

Города — это центры антропогенной эмиссии парниковых газов, которые поставляют в атмосферу до 70 процентов таких выбросов, занимая менее одного процента площади поверхности Земли. Именно в них сосредоточены наиболее карбоноемкие отрасли — строительство и эксплуатация зданий, промышленность и транспорт. Однако под влиянием человека в источники парниковых газов могут превращаться даже элементы водно-зеленой инфраструктуры, например, реки, которые в условиях города подвергаются химическому, физическому и биологическому загрязнениям. Имеются данные, что концентрации парниковых газов в водах таких рек могут в десятки раз превосходить значения, характерные для сельской местности, но они разрозненны и немногочисленны. Глобальные оценки выбросов из городских рек на текущий момент отсутствуют.

Ученые под руководством Сюя Вэнь Хао (Wenhao Xu) и Ван Гун Циня (Gongqin Wang) из Пекинского педагогического университета исследовали реки городов с населением более 300 тысяч человек как источник выбросов парниковых газов. Для этого они собрали данные результатов более 5000 индивидуальных измерений потоков CH₄, CO₂ и N₂O и отследили, как на эмиссию влияют метеорологические и социально-экономические факторы. Затем с помощью машинного обучения методом случайного леса авторы моделировали потоки парниковых газов в зависимости от 12 важнейших факторов в глобальном масштабе и нанесли его на карту.

Медианные концентрации парниковых газов в водах городских рек были в 1,3-5 раз выше, чем в реках за пределами городов, а потоки CH₄ и N₂O в атмосферу — в 4,2 и 4,7 раза выше. Потоки углекислого газа из городских рек оказались несколько ниже, что связано с их цветением в условиях обильного поступления азота и прочих элементов питания со стоком. Площадь водосбора с выбросами парниковых газов коррелировала отрицательно, а социально-экономические факторы (численность и плотность населения, ВВП) — положительно.

Источниками наиболее интенсивных выбросов оказались небольшие реки в густонаселенных азиатских городах. Впрочем, потоки метана и закиси азота в реках крупнейших городов отрицательно коррелировали с величиной ВВП на душу населения, что может быть связано с более строгим контролем загрязнения в богатых городах. Согласно оценке ученых, за год городские реки мира выбрасывают порядка 1,1 миллиона тонн метана, 42,3 миллиона тонн углекислого газа и 21,1 тысячи тонн закиси азота, то есть 78,1±3,5 миллиона тонн CO₂-эквивалента.

Города имеют и другие климатические особенности помимо высоких выбросов парниковых газов из местных рек. Например, в Москве застройка усиливает экстремальные конвективные явления — в ней чаще наблюдаются сильные ливни, ветры и сочетания этих явлений. В результате каждым летом случается в среднем по четыре дополнительных дождливых дня.