70 відсотків стільки «невидимих» викидів вуглекислого газу від автомобілів могла не помічати одна з найамбіційніших глобальних кліматичних баз даних. Різниця між реальністю та цифрами на екрані настільки велика, що в деяких американських містах вона сягала понад 90 %. Але ця історія не про провал технологій. Вона про те, як група науковців із Північної Аризони знайшла спосіб «зважувати» забруднення повітря з точністю, якої раніше не існувало.
Тепер кліматична політика може отримати інструмент, якому довіряють.
Йдеться про базу даних Climate TRACE, створену міжнародним консорціумом, який використовує штучний інтелект і супникові знімки для оцінки парникових викидів по всьому світу. Ідея фантастична: відстежувати СО₂ у режимі реального часу, без необхідності покладатися на звіти урядів чи корпорацій. Проте нове дослідження, опубліковане в журналі Environmental Research Letters, показало, що коли справа доходить до міського транспорту, алгоритми потребують незалежної перевірки.
Точніше група під керівництвом професора Кевіна Герні довела, що незалежний наземний моніторинг може стати «антидотом» для похибок штучного інтелекту, який аналізує супникові знімки.
Професор очолив команду, яка порівняла дані Climate TRACE з власною розробкою системою Vulcan. Ця база даних «дорожніх» викидів калібрується за офіційними даними дорожнього руху та енергоспоживання, пропонуючи незалежний еталон для вимірювання того, що насправді виходить з вихлопних труб.
260 міст, одна закономірність
Дослідники взяли 260 американських міст і порівняли цифри. Результати вразили навіть підготовлених учених. У середньому Climate TRACE недооцінювала викиди СО₂ від легкових і вантажних автомобілів на 70 %. Але це ще не найдивовижніше.
У деяких містах розрив був катастрофічним.
«Хоча дані Vulcan не ідеальні похибка становить близько 14 %, це значно менше, ніж різниця, яку ми виявили, порівнюючи 260 міст», пояснює Білал Аслам, постдок SICCS і співавтор дослідження. «Викиди СО₂ в Climate TRACE були в середньому на 70 % нижчими, ніж ті самі викиди в нашій базі Vulcan».
Індивідуальні міста, такі як Індіанаполіс і Нашвілл, показали розбіжності понад 90 %. Це означає, що практично весь вуглекислий газ, який виходив з автомобілів цих міст, залишався за межами електронних таблиць, якими користуються політики та екологи. Такий розрив неможливо пояснити лише сезонними коливаннями або локальними особливостями руху він свідчить про фундаментальну розбіжність у підходах до підрахунку. Павлок Дасс, науковий співробітник SICCS, який також долучився до аналізу, додав: такі прогалини не є випадковістю вони свідчать про систематичну особливість роботи алгоритмів.
Чому цифри розходяться
Climate TRACE покладається на перспективні підходи на основі штучного інтелекту. Алгоритми аналізують супникові зображення, дані про рух суден, авіації та наземного транспорту, намагаючись реконструювати картину викидів. Це революційний метод, який дозволяє бачити те, що раніше було приховано від міжнародних інституцій і який теоретично міг би працювати навіть у країнах із закритими кордонами для інспекторів.
Проблема в тому, що ШІ, навчений на неповних або упереджених даних, може систематично занижувати результати.
Система Vulcan, яку Герні розробляв понад двадцять років, працює інакше. На відміну від глобальних моделей, які дають усереднені цифри по країнах або континентах, Vulcan дозволяє заглянути всередину окремого міста іноді навіть окремого кварталу. Такий рівень деталізації став можливим завдяки інтеграції десятків джерел: від статистики Департаменту транспорту до даних про енергетичний баланс штатів. Вона використовує офіційні дорожні реєстрації, дані про інтенсивність руху, типи двигунів і споживання палива, щоб побудувати модель з похибкою близько 14 %. Це не означає, що Vulcan абсолютна істина. Але це означає, що коли дві незалежні системи показують розбіжність у 70 %, наукова спільнота має зупинитися і переглянути методологію. Особливо коли від цих цифр залежать бюджети на декарбонізацію.
Людина, яка рахує вуглець
За цим дослідженням стоїть людина, яка присвятила кар’єру тому, щоб зробити викиди видимими. Кевін Герні професор атмосферних наук, екології та державної політики автор понад 180 наукових робіт, які отримали понад 20 000 цитувань. Він брав участь у роботі Рамкової конвенції ООН про зміну клімату та Кіотському протоколі понад 25 років і є провідним автором Міжурядової групи з питань зміни клімату (IPCC).
Його проєкти Vulcan та Hestia, підтримані кількома федеральними агентствами, квантифікують та візуалізують викиди парникових газів по всій території США від окремих електростанцій і автомагістралей до окремих кварталів. Ці системи допомагають визначити «гарячі точки» забруднення та підтримують цілеспрямовані стратегії з його зменшення. Оцінки викидів Герні також продемонстрували сильну відповідність прямим атмосферним вимірам.
«Ми ніколи не оцінюватимемо викиди з ідеальною точністю, але ми повинні гарантувати, що дані, якими діляться з політиками та громадськістю, є неупередженими та відповідають найкращим практикам і найсуворішим науковим стандартам. Без цього ми вводимо в оману тих, хто приймає рішення, і потенційно втрачаємо довіру громадськості до нашої здатності боротися зі зміною клімату».
Ці слова підкреслюють головну ідею: технології мають служити людям, а не замінювати критичне мислення.
Як виправити курс
Дослідники не закликають відмовитися від Climate TRACE. Навпаки, вони пропонують кілька конкретних рекомендацій, які можуть зміцнити роботу консорціуму та допомогти політикам і бюджетникам приймати обґрунтованіші рішення щодо скорочення викидів:
- Прозорість методології відкритий доступ до алгоритмів і вихідних даних, щоб незалежні експерти могли перевірити результати;
- Експертний огляд залучення спеціалістів із наземного моніторингу для калібрування супникових оцінок;
- Регулярна валідація періодичне порівняння з незалежними базами, такими як Vulcan, для виявлення систематичних похибок;
- Стандартизація звітності єдині критерії для міст і регіонів, щоб цифри можна було порівнювати між собою.
Герні вважає, що штучний інтелект має величезний потенціал для моніторингу довкілля. Але потенціал цей реалізується лише тоді, коли технології поєднуються з суворими науковими стандартами. Разом із попереднім дослідженням, яке виявило подібні проблеми в оцінках Climate TRACE для електростанцій, нові дані свідчать: понад половина викидів викопного палива в американських містах потребує уважнішого перерахунку.
Глобальні наслідки
Недооцінка викидів у 70 % це статистика, яка впливає на реальні рішення. Якщо міста планують політику декарбонізації, спираючись на неповні дані, вони можуть серйозно помилитися з пріоритетами. Інвестиції в електромобілі, громадський транспорт або велосипедну інфраструктуру потребують точного розуміння, звідки насправді береться основний обсяг СО₂.
Автори дослідження припускають, що заниження може поширюватися й за межі Сполучених Штатів. Якщо алгоритми Climate TRACE систематично недооцінюють дорожній транспорт у Америці, подібні похибки можливі в Європі, Азії та інших регіонах, де наземна перевірка ще складніша. Тому незалежний еталон, створений у лабораторії Герні, набуває стратегічного значення для всього світу.
Для України, яка відбудовує міста та інфраструктуру, ця історія має практичний вимір. Точні дані про транспортні викиди допоможуть розробляти міські стратегії з чистішого повітря, ефективніше використовувати міжнародне фінансування та інтегруватися в європейські екологічні стандарти.
Що зміниться завтра
Кліматична криза потребує швидких рішень. Але швидкість не повинна жертвувати точністю. Дослідження NAU демонструє, що навіть найсучасніші технології потребують людської експертизи, наземних даних і готовності визнавати похибки.
Кевін Герні починав свою роботу двадцять років тому з простого запитання: «А що, якщо ми рахуємо не так?» Сьогодні він і його команда дали інструмент, який дозволяє перевірити відповідь місто за містом, вулиця за вулицею, вихлопна труба за вихлопною трубою.
Іноді найважливіше відкриття це не нова формула, а дзеркало, яке показує реальність такою, якою вона є.
Про автора
