凯文·罗伯特·格尼（Kevin Robert Gurney）和他的同事们强调，城市需要在街道、建筑物以及社区层面上理解并管理它们的碳足迹。
来自印第安那州马里恩市的一个二氧化碳排放可视化图像显示，大型建筑与主要道路排放量最大。
由于国际条约谈判所取得的进展甚微，某些城市正在采取措施应战气候变化。加利福尼亚州的洛杉矶是大约400万人的家园，这座城市有一个最雄心勃勃的目标：到2030年温室气体排放在1990年水平上再减少35%。该市已经计算出了它的碳“足迹”并发现，道路交通工具构成了全部二氧化碳排放的47%，而电力消耗则占全部排放的32%。那么，洛杉矶应该如何瞄准它的目标政策呢？
了解某些道路、某些类型的交通工具或是一座城市中在道路排放中占绝对优势的某些部分以及人们为何在特定时间开车，这将会向城市规划者们表明有效减少排放的位置和方式。在交通堵塞、空气质量、步行条件以及噪音污染方面的改进措施都可以得到调整。但是逐条道路以及逐个建筑地对排放进行监测是大多数城市力所不能及的。
幸运地是，在将二氧化碳与甲烷源同大气浓度进行比较的研究过程中，科学家们正在收集城市管理者所需要的数据。目前，研究共同体需要将这些信息转换为城市管理者所能使用的某种形式。排放数据需要被合并到诸如收入、财产所有权或是旅行习惯这样的社会生态信息中去，并被放入可以查询政策选项并估量出成本与收益的软件工具中。而科学家们将会帮助市政当局对具体排放数据在协调气候与发展政策之关系上的说服力增强认识。
碳热点
全球矿物燃料二氧化碳排放的70%以上都归因于城市，而这是气候变化的主要原因。假如前50位的排放城市被视作一个国家，那么，这个“国家”会紧随中国和美国之后位列排放第三名。就全球范围来说，到2030年，市区将增至三倍。
这一排放形势大多都在市长、城市规划者、企业以及社区群体的掌控范围之内，而这些人对居民的健康和福利负有责任。一项2014年的调查列出了全球228个城市――相当于将近五亿人口，这些城市已做出承诺要到2020年时做到每年减少二氧化碳达454×106t。比如中国深圳的目标是到2015年底向道路再投放35 000辆电动交通工具。德国城市慕尼黑的目标是到2025年的时候生产出足够的绿色电力以满足其全部能源需要。
不过，这样的承诺只占全球城市排放的大约3%以及预计2020年全球总排放的不到1%。富有的城市左右着这些承诺，而中低收入国家则正在经历着最大规模的城市扩张。
洛杉矶百万人口大城市碳计划将会从地面与天空去测量城市碳水平。
大幅减少排放要求在更为精细的时间与空间尺度上对其定位，而这些时间和空间反映了人类通过单独的建筑、交通工具、公共用地、工厂以及发电厂进行的碳排放的规模。这些应当至少每年做出监测。此类小型散点式估算是必要的，这是出于几方面原因：查清排放速度；证实减排进展并支持碳贸易、排放许可或排放税；使得在减排对策上做出目标性更明确且在经济上更有效的决策成为可能；确认并修复无意排放，这些排放来自――比方说――泄漏气体管道或者垃圾填埋场中有故障的甲烷收集设备。
很多城市已经开始着手在房屋或道路的尺度上进行空气质量的改善、区域发展、交通运输计划编制以及废物处理。将低碳政策加入到这些努力中可能会有助于所有这些工作的推进。例如：减少交通堵塞会降低空气污染以及交通事故并使通勤得到改善。而把居民当前的需要作为目标则会增进公众的接受度。
问 题
尽管用于解决社区规模排放的方法已经由诸如世界可持续发展工商理事会（World Business Council for Sustainable Development）以及世界资源研究所（World Resources Institute）这样的非营利组织设计出来，但大多数城市缺少独立、全面且具有可比性的数据来源。建立这一信息所需要的专门知识与工作人员成本高昂。数据与方法的透明度也是至关重要的，它让第三方做出核查并建立信任成为可能。
科学家们已经开始应对这些挑战。在过去的五年中，对来自燃料报告、交通数据、建筑信息以及人类活动的碳排放的“自下而上”的估算，正在与“自上而下”的对整个城市二氧化碳、甲烷以及14CO2――它可以反映出燃料的燃烧情况――的大气测量整合到一起。这样的努力于20世纪末在巴黎以及印第安纳波利斯、波士顿、盐湖城及洛杉矶等美国城市开始；而更多被计划在列的城市包括圣保罗、巴西以及澳大利亚、中国、英国和加拿大的城市。这些研究耗资数百万美元，涉及至少十余个监测点以及遥感数据分析和模型成果。目前，这些数据集很多都是公众可资利用的。
地面与卫星遥感之间的关联正在得到改进。例如日本的温室气体观测卫星（GOSAT）已经显示，太空中的二氧化碳测定可以抑制位于城市上空的气体“穹顶”。这一工作将藉由美国国家航空航天局（NASA）的轨道碳观测器2号（OCO-2）继续进行，这个观测器是2014年7月发射升空的。
“这种测量工作，也就是对城市碳流动的监测与建模，是一种全球性的需要。”
未来的空间行动（例如计划于2018年发射的轨道碳观测器3号）将会有一个“城市模式”，它将会每月对市区和发电厂做出监测。欧洲航天局（European Space Agency）的哨兵5号（将于2016年发射）将会每隔几天或是几周对几乎全球的大型甲烷排放情况做出城市尺度上的测量。同样在进行中的工作还有将基础设施绘制成高分辨率图像。诸如来自移动电话的交通数据这样的地面信息与之相补充后，就可以揭示出――比方说――城市排放中的大部分是由何种类型的建筑或者场所造成的，以及其中原因何在。
有很多东西都有必要了解，以便使得科学研究适合于政策制订者与规划者。比如，何种程度的颗粒大小和精确度是最有用的？对于校准或稳定排放清单来说，多少个大气监测站可以满足需要？它怎样根据城市规模或者排放类型（比如道路相对于工业）而成比例调整？
现有的信息系统都很麻烦，而且，尽管它们擅长对排放做出量化，但却无法解释碳流动的根源与控制。研究者们有必要理解城市碳通量（carbon flux）与引导排放的社会标准、技术、经济以及制度约束之间的关系。这在中低收入国家尤其重要。
国际合作
学科相互之间更多的合作是有必要的。例如工程师们已经建立了模型用以说明如果交通系统或小型城市发展策略被引入的话，排放会如何变化。但在社会生态系统领域，技术和基础设施的变化很少被做出模型。社会科学家们正在检视财富、人口规模或密度与碳排放之间的关系，但未在现实的、受到经济方式约束和设计的图景中做此检视。
将城市碳科学转换为解决方案需要两个关键性的步骤。首先，它必须成为“可操作的”。像气象站一样，城市碳流动的数据与预报、测量、监测以及建模是一种全球性的义务，最好是共同完成。这就要求，除了为期三年的科研补助金这种典型资助周期之外，还要有长期的合作基金与社会公共机构的支持。
其次，一个独立的政府间中心（以及区域性代表）对于确保标准化与优先权是必要的。这可以得到政府、基金会以及政府间机构的共同资助。在社区小组、市长班底以及能源供应商的参与下，这样一种“城市碳解决方案中心”必定会产生出务实的成果、工具以及碳减排措施。某些工作可以由私营机构来承担。
有了对碳流动的细致了解，城市也许会在国家一度铩羽而归的全球减排问题上取得成功。
资料来源 Nature
责任编辑 粒 灰