ARPA EMILIA ROMAGNA SEZIONE FERRARA RAPPORTO METEO ANNUALE PER LA QUALITÀ DELL'ARIA PROVINCIA DI FERRARA - DATI 2012

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1 ARPA EMILIA ROMAGNA SEZIONE FERRARA RAPPORTO METEO ANNUALE PER LA QUALITÀ DELL'ARIA PROVINCIA DI FERRARA - DATI 212

2 a cura di: Arpa Emilia Romagna - sez. Ferrara (dir. Simona Coppi) Servizio Sistemi Ambientali (resp. Enrica Canossa) Responsabilità scientifica: Giovanna Rubini resp. Area monitoraggio e valutazione aria e agenti fisici Gruppo di lavoro: M.Rita Mingozzi resp. prov. Rete qualità dell aria Sabina Bellodi, Paola Leuci, Tiziana Pumo, Marco Tosi ha collaborato: Giovanni Bonafè ARPA SIMC Per l immagine di copertina si ringrazia G. Garasto

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4 RAPPORTO METEO ANNUALE PER LA QUALITÀ DELL'ARIA PROVINCIA DI FERRARA - DATI 212 SOMMARIO 1. L INFLUENZA DELLA MICROMETEOROLOGIA ANALISI DELLE GRANDEZZE METEOCLIMATICHE TEMPERATURA INTENSITÀ E DIREZIONE DEL VENTO ALTEZZA DI RIMESCOLAMENTO CLASSI DI STABILITÀ PRECIPITAZIONI CONFRONTO PM1 E METEO GIORNI CRITICI...23

5 1. L INFLUENZA DELLA MICROMETEOROLOGIA I parametri meteorologici svolgono un ruolo determinante nell evoluzione dell inquinamento atmosferico. Gli episodi di inquinamento, infatti, sono governati da processi meteorologici che avvengono all interno dello strato di atmosfera direttamente sopra alla superficie terrestre (strato limite o boundary layer) sia a scala regionale che locale. Per quanto riguarda i processi a scala regionale risultano particolarmente rilevanti i fenomeni di stagnazione della massa d aria. Tale fenomeno avviene quando l aria permane per un certo periodo su una determinata regione d origine (oceano, mare, continente o bacino aerologico) e di conseguenza assume caratteristiche tipiche di quella regione (ad es. aria calda e umida oceanica, fredda e secca continentale). Così, ad esempio, l aria che risiede per un certo periodo sull area padana, ricca di industrie, ad intensa attività umana ed elevato traffico si arricchisce di sostanze inquinanti quali ossidi di azoto e composti organici volatili che, oltre a produrre direttamente inquinamento, rappresentano potenziali precursori dell inquinamento da ozono. Relativamente ai processi meteorologici che avvengono a scala locale, questi sono governati dal vento in prossimità della superficie e dalla differenza di temperatura tra il suolo e l aria sovrastante, grandezze che determinano la diluizione o il ristagno degli inquinanti in atmosfera. I più importanti fattori meteorologici che interessano i fenomeni di inquinamento atmosferico sono: Temperatura: sono importanti la sua evoluzione annuale, quella diurna nonché il profilo verticale; Vento orizzontale (velocità e direzione): generato dalla componente geostrofica e modificato dal contributo delle forze d attrito del terreno e da effetti meteorologici locali, come brezze (di monte-valle o marine) o, come nel caso di una città, da circolazioni urbano-rurali; Altezza di rimescolamento: è un indicatore della capacità che ha la troposfera di disperdere gli inquinanti; indica indirettamente il volume all interno del quale gli inquinanti emessi si concentrano; Stabilità atmosferica: è un indicatore della turbolenza atmosferica alla quale si devono i rimescolamenti dell aria e, quindi, il processo di diluizione degli inquinanti; Precipitazioni: è importante il numero di giorni caratterizzati da quantità di pioggia >=5 mm nonché l entità cumulata mensile e annuale; Inversione termica: quota alla quale si verifica che la temperatura, anziché diminuire, aumenta con l aumento dell altezza. Essa determina anche l altezza del PBL (Planetary Boundary Layer), porzione più bassa dell atmosfera che comprende la parte di troposfera nella quale la Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 2

6 struttura del campo anemologico risente dell influenza della superficie terrestre e si estende fino a pochi chilometri di altezza; Movimenti atmosferici verticali: spostamenti di masse d aria in senso verticale che in ambiente urbano sono dovuti principalmente a moti termoconvettivi. Si riportano, di seguito, alcune elaborazioni di dettaglio relative ai seguenti parametri meteorologici: temperatura ( C), velocità del vento (m/s) e direzione (gradi), altezza di rimescolamento (m), classi di stabilità, precipitazioni (mm). Le elaborazioni sono state ottenute a partire dai dati meteo forniti dal Servizio Idro-Meteo- Clima di Arpa - SIMC, utilizzando il preprocessore meteorologico tridimensionale Calmet applicato all area del comune di Ferrara. Il preprocessore Calmet 1, a partire da osservazioni relative ai parametri meteorologici disponibili (stazioni al suolo e radiosondaggi), effettua un interpolazione nello spazio e nel tempo e ricostruisce i campi atmosferici su un grigliato regolare a maglie di 5 Km di lato. I dati dei parametri temperatura, direzione e velocità del vento ottenuti con Calmet relativamente al comune di Ferrara sono confrontati con i dati registrati presso la stazione urbana di Ferrara, installata nel maggio 24 (in via Paradiso n. 12) e gestita anch essa dal Servizio Idro- Meteo-Clima. 1 Il preprocessore meteorologico CALMET (Scire J. S., Insley E. M., Yamartino R. J., Fernau M. E. - semptember 1999: A User s guide for the CALMET Meteorological Model version 5.), viene appositamente implementato presso Arpa- Servizio IdroMeteoClima (Deserti et al., 1999). Il preprocessore, sulla base delle variabili puntuali misurate nelle stazioni meteorologiche e delle caratteristiche della superficie, quali ad esempio orografia, uso del suolo, rugosità ricostruisce il campo tridimensionale di vento e temperatura ed il campo bidimensionale di grandezze caratteristiche dello strato limite planetario (altezza di rimescolamento, classi di stabilità) e della turbolenza (lunghezza di Monin-Obukhov, velocità di attrito, velocità convettiva di scala). Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 3

7 2. ANALISI DELLE GRANDEZZE METEOCLIMATICHE 2.1. Temperatura Il confronto con gli anni precedenti evidenzia temperature inferiori nei mesi invernali, in particolare nel mese di febbraio, mese che è stato interessato da copiose perturbazioni nevose, mentre nei mesi estivi si sono registrate temperature medie superiori rispetto all ultimo quinquennio. Per i mesi primaverili e autunnali i valori registrati rispecchiano l andamento medio degli ultimi quattro anni, ad esclusione di marzo 212 che è caratterizzato da una temperatura superiore alla media, nello specifico si osserva che i mesi di ottobre e novembre sono stati relativamente più miti rispetto agli anni precedenti, mentre i mesi di aprile e maggio hanno registrato temperature leggermente più basse rispetto agli ultimi tre anni. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 4

8 Comune di Ferrara Andamento delle temperature medie mensili (dati Calmet) per settembre 212 % dati validi = 23% C gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Andamento delle temperature medie mensili Confronto dati Calmet e staz. urbana Arpa-SIMC Andamento delle temperature medie mensili in tre postazioni della provincia 3 Calmet Staz.Urbana Ferrara Staz.Malborghetto di Boara Staz.Camse-Argenta 25 Staz.Urbana C 15 C gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi mesi Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 5

9 Le temperature registrate presso la stazione urbana sono quasi esattamente sovrapponibili a quelle calcolate dal preprocessore Calmet: per tutto il corso dell anno le temperature misurate nella stazione urbana risultano superiori, rispetto a quelle calcolate da Calmet, al massimo di +1.4 C. Le temperature nel centro urbano di Ferrara sono costantemente superiori a quelle rilevate nelle stazioni extraurbane di Malborghetto di Boara e di Argenta. Tale comportamento è dovuto all effetto dell isola di calore 2 che si sviluppa nei centri urbani. La temperatura media annua del 212 calcolata presso la stazione urbana di via Paradiso è stata di circa 15 C contro i circa 14 C di Malborghetto di Boara e Argenta Intensità e direzione del vento Comune di Ferrara Media mensile dell intensità del vento a 1m Anni dati Calmet Comune di Ferrara Media mensile dell intensità del vento a 1m Anni Stazione Urbana di Ferrara m/s 2. m/s per settembre 212 % dati validi = 23% gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi La rappresentazione delle intensità medie mensili del vento per il comune di Ferrara, sia quelle stimate da Calmet nel corso degli ultimi 5 anni che quelle registrate dalla stazione urbana, evidenzia valori molto bassi, pressoché sempre inferiori a 2.5 m/s. 2 Isola di calore: progressivo surriscaldamento della bolla di aria calda che grava in continuazione al di sopra dei centri urbani. La cappa d aria surriscaldata, di non più di 2-3 metri di spessore, costituisce una vera e propria isola più calda rispetto al circostante ambiente rurale. Tale surplus di calore attenua i rigori invernali ma nelle soleggiate e calde giornate estive trasforma le città delle medio-basse latitudini in una sorta di fornace. L isola di calore trae origine dal particolare tessuto urbano, costituito in prevalenza da asfalto, calcestruzzo, mattoni e cemento, ovvero materiali che, rispetto alla copertura vegetale della campagna, assorbono in media il 1% in più di energia solare. Il surplus di calore solare immagazzinato dai manufatti cittadini viene poi riemesso per irraggiamento, ovvero sotto forma di energia nell infrarosso, con conseguente surriscaldamento dell aria che sovrasta la città. All isola di calore dà un rilevante contributo anche il tipico assetto geometrico delle città, con strade relativamente strette rispetto alle dimensioni verticali degli edifici. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 6

10 Come ben noto, il comune di Ferrara non è caratterizzato da una forte intensità dei venti. In particolar modo, l analisi dei dati registrati dalla stazione urbana per l anno 212 evidenzia che si sono verificate solo 8 giornate con velocità media superiore ai 5 m/s, in particolare il 6 gennaio e i giorni 1,2,3,1,11 febbraio, 22 e 23 luglio; solo 44 giorni con velocità media superiore ai 3 m/s; 181 giorni con velocità superiore ai 2 m/s contro 133 giorni (36%) con velocità inferiore o uguale ai 2 m/s (elaborazioni relative ai dati della stazione urbana). Gli episodi lievemente più intensi si sono verificati soprattutto nei mesi di febbraio e luglio e poi, equamente nei mesi da marzo ad agosto. Un analisi dettagliata degli eventi meteorologici avvenuti nei periodi di particolare ventosità sopra menzionati, è riportata nei relativi rapporti redatti da Arpa SIMC 3 : dal 7 al 12 febbraio si sono verificate precipitazioni nevose che hanno interessato tutta la Regione con venti da N-NE di intensità medie orarie tra i 25 e i 5 Km/h; le raffiche massime che hanno interessato la Provincia di Ferrara avevano intensità di circa 66 km/h. nella giornata del 21 luglio si è verificato il transito di un onda depressionaria sul nord Italia che ha provocato l origine di precipitazioni con uno spiccato carattere temporalesco su tutta la Regione e l instaurarsi nei giorni successivi di condizioni di instabilità accompagnate da precipitazioni da deboli a moderate in particolare sulla parte più orientale della Regione. Dal 22 luglio il sistema frontale ha iniziato a traslare verso sud-est con un veloce processo di ciclogenesi (cut-off) che ha visto rinvigorire sia l instabilità convettiva che un intenso shear del vento producendo ulteriore attività temporalesca. 3 pag=1 Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 7

11 Ferrara: Rosa dei venti, anno 212 Dati Calmet anno 212 Dati stazione Urbana anno (knots) (knots) Wind speed Wind speed (m/s) (m/s) Le rose dei venti qui rappresentate sono state realizzate con il modello ADMS-URBAN 4 a partire da dati orari di velocità e direzione del vento. Il modello ADMS usato per l elaborazione della rosa dei venti considera come calme i valori di velocità del vento minori o uguali a.75 m/s. Osservando le rose dei venti, si nota come i venti durante l anno provengano in prevalenza da ovest e ovest-nordovest e, generalmente più intensi, da nordest. Distinguendo le stagioni, a Ferrara in inverno e in autunno prevalgono i venti da ovest e da nordest, mentre in primavera e in estate predominano i venti provenienti dai quadranti orientali. 4 ADMS URBAN (versione 2.3, sviluppato dalla Cambridge Environmental Research Consultants - UK) è un modello analitico stazionario, eseguibile su PC, della dispersione in atmosfera di sostanze inquinanti rilasciate nelle aree urbane da differenti tipologie di sorgenti (puntuali, lineari, di aree e di volumi). Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 8

12 Ferrara: Rosa dei venti, stagioni anno 212 dati Calmet Inverno: gennaio, febbraio, marzo Primavera: aprile, maggio, giugno (knots) Wind speed (m/s) Estate: luglio, agosto, settembre (knots) Wind speed (m/s) Autunno: ottobre, novembre, dicembre (knots) (knots) Wind speed Wind speed (m/s) (m/s) Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 9

13 2.3. Altezza di rimescolamento Nei mesi invernali lo strato di rimescolamento presenta i valori più bassi dell anno, causa il modesto irraggiamento solare, l alta umidità relativa, la presenza di nebbie e la bassa temperatura. La riduzione dello strato di rimescolamento è uno stato che favorisce alte concentrazioni d'inquinanti. Inversamente, nel periodo estivo, le alte temperature diurne e l irraggiamento solare favoriscono l aumento dello strato di rimescolamento e quindi, in casi di tempo stabile, si ha una maggiore diluizione degli inquinanti rispetto ad altri periodi dell anno. Media mensile dell altezza di rimescolamento, comune di Ferrara dati Calmet, anni metri 6 per settembre 212 % dati validi = 23% 4 2 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Di seguito si riportano il giorno tipo annuale dell andamento nelle 24 ore dell altezza di rimescolamento (Hmix) a confronto con i giorni tipo calcolati per le due stagioni di riferimento: inverno ed estate. Quando lo strato di rimescolamento si riduce a zero si ha l inversione termica al suolo, situazione nella quale gli inquinanti primari non possono diffondere nell atmosfera e, quindi, persistono al suolo in concentrazioni elevate. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 1

14 A partire dalla primavera si assiste ad un aumento del ricambio d aria che evolve in una situazione estiva, dove si raggiungono i 2 m grazie all accentuarsi dei moti convettivi causati dalle più alte temperature. A partire dall autunno la situazione comincia a peggiorare poiché hmix media scende al di sotto dei m, generando condizioni favorevoli al ristagno di inquinanti e in inverno le altezze di rimescolamento tipiche sono molto al di sotto degli 8 1 m. metri Ferrara: Hmix - giorno tipo anno ore metri Ferrara: Hmix - giorno tipo periodo dicembre, gennaio, febbraio ore metri Ferrara: Hmix - giorno tipo periodo giugno, luglio, agosto ore Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 11

15 2.4. Classi di Stabilità Di seguito si riportano le frequenze delle classi di stabilità stimate da Calmet per il comune di Ferrara per i 12 mesi dell anno 212. % Ferrara: Classi di Stabilita - Frequenze mensili, anno 212 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A per settembre 212 % dati validi = 23% La percentuale relativa al numero di casi di ogni singola classe di stabilità è stata calcolata sul numero totale dei dati validi per l anno corrente. Dai grafici si osserva la distribuzione in termini percentuali delle classi nei vari mesi: la classe D (neutralità) è quella prevalente nella stagione invernale, mentre le classi F+G (forte stabilità) sono comunque sempre fortemente presenti in tutti i mesi. La classe A è presente solo nel periodo estivo ed è più frequente nei mesi di giugno e luglio, mentre la classe B si estende ai mesi da marzo ad agosto. La classe C è distribuita abbastanza omogeneamente in tutti i mesi dell anno. Rispetto agli altri anni, si nota una forte riduzione della presenza di stabilità classe D nel mese di marzo a favore di una maggiore occorrenza delle classi E+G e C. Come si evince dalla tabella sottostante, nel 212, analogamente a quanto avvenuto nel 211, si è assistito ad una lieve riduzione nel numero di casi di classe di stabilità D, classe di neutralità, ed in particolare nei mesi estivi e nel mese di marzo, a favore delle classe B ed F+G (quest ultima contribuisce a fenomeni di ristagno delle masse di aria senza possibilità di diffusione degli inquinanti). Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 12

16 Percentuali Classi di stabilità Comune di Ferrara Anno % Classe % Classe % Classe % Classe % Classe % Classe A B C D E F+G 23 4% 15% 14% 26% 5% 35% 24 3% 14% 16% 29% 4% 34% 25 2% 14% 16% 28% 5% 36% 26 4% 16% 16% 22% 4% 38% 27 2% 15% 16% 25% 4% 38% 28 2% 14% 16% 28% 5% 35% 29 2% 14% 15% 31% 4% 34% 21 2% 13% 16% 31% 5% 33% 211 2% 16% 17% 24% 4% 37% 212 3% 15% 17% 25% 4% 36% Dal seguente grafico, relativo alla frequenza percentuale delle classi di stabilità atmosferica nelle 24 ore del giorno-tipo calcolato sull intero anno, si osserva la presenza della classe F+G nelle prime ore della giornata, dalle ore 1 sino alle ore 7, e nelle ore della sera, dalle 17 in poi. Ferrara: Giorno tipo della distribuzione delle classi di stabilità, anno 212 1% 9% 8% 7% 6% q g p % 5% 4% 3% 2% 1% % Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A Il numero di casi della classe F+G e la sua distribuzione nei due periodi della giornata sopra descritti cambia a seconda della stagione. Se si osservano le elaborazioni del giorno tipo invernale ed estivo si nota che in inverno, a causa delle temperature più basse che contribuiscono al mantenimento della condizione di inversione termica, la classe F+G risulta presente per un numero maggiore di ore, mentre in estate, grazie a temperature più elevate che dissolvono prima il fenomeno di inversione termica venuto a crearsi durante la notte, la classe F+G rimane vincolata Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 13

17 alle primissime ore della giornata e scompare a partire dalle 5 del mattino, mentre la sera comincia a insediarsi a partire da un ora più tarda (dalle 2 circa). L analisi degli andamenti nelle due stagioni permette inoltre di evidenziare la maggiore presenza della classe D nelle giornate invernali, mentre in estate la classe A è specifica delle ore più soleggiate e calde (ore 11-13). % 1% 8% 6% 4% 2% % Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo dicembre, gennaio, febbraio, 212 Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A % 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo giugno, luglio, agosto, anno Classe F+G Classe E Classe D Classe C Classe B Classe A Precipitazioni L analisi dei dati registrati presso la stazione urbana di Ferrara ha evidenziato per l anno 212 un totale annuo di precipitazioni pari a 47 mm, valore che risulta essere sottostimato in quanto: dal 3 gennaio al 24 febbraio la stazione, analogamente ad altri siti di monitoraggio delle piogge, non ha fornito nessun dato in quanto, questo periodo è stato caratterizzato da intense precipitazioni nevose; dal 31 ottobre al 5 novembre la stazione non ha fornito nessun dato per cause tecniche; in particolare, il giorno 31 ottobre, presso le altre stazioni pluviometriche site in prossimità della città si sono registrati valori di pioggia dell ordine dei 4 mm che quindi non sono riscontrabili presso la stazione urbana. Per una valutazione più completa quindi, si riportano nel grafico che segue le precipitazioni cumulate mensili della stazione urbana di Ferrara a confronto con quelle delle stazioni di Malborghetto e Pontelagoscuro. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 14

18 Andamento delle precipitazioni cumulate mensili (mm) in tre siti di misura 25 Pontelagoscuro Malborghetto Ferrara-Urbana 2 precipitazione cumulata (mm) gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Pur tenendo conto che, sia nel 211, in particolare dal 25 ottobre al 2 novembre, che nel 212 come sopra evidenziato, ci sono stati giorni in cui la stazione urbana non ha fornito nessun dato, si può affermare che la tendenza negli ultimi due anni è quello di un aumento delle condizioni di siccità che vede una forte riduzione delle precipitazioni cumulate5. mesi Trend precipitazioni totali annue (mm) Ferrara 1 mm precipitazione Tot/anno (mm) Per un approfondimento sulle precipitazioni si rimanda al sito in cui sono reperibili gli annali idrologici contenenti misure e osservazioni a livello di bacino della Regione Emilia Romagna. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 15

19 Anche l analisi dell andamento mensile delle precipitazioni dell anno 212 a confronto con gli ultimi anni, evidenzia una condizione di siccità distribuita nei vari mesi con precipitazioni cumulate mensili molto al di sotto di quanto si era registrato negli anni precedenti, in particolare nei mesi di gennaio, febbraio, marzo, giugno, luglio, agosto e dicembre. Precipitazione cumulata mensile - stazione urbana di Ferrara, anno 212 precipitazione cumulata (mm), staz.urbana FE gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Dopo un estate estremamente siccitosa, nel mese di settembre, il più piovoso in assoluto nel 212, si è registrata una precipitazione cumulata superiore ai 16mm, contro i 5-7 mm registrati nei mesi di aprile, maggio, ottobre e novembre. Comunque rispetto ai precedenti anni i mesi estivi e quelli invernali sono risultati molto più siccitosi. Complessivamente nel 212 si sono registrati solamente 25 giornate con precipitazione cumulata superiore ai 5 mm 6 (analogamente al 211), contro i 53 giorni dell anno 21, i 36 del 29 e i 43 del 28. Le giornate con precipitazioni cumulate superiori ai 1 mm 7 sono state 16, concentrate prevalentemente nei mesi di settembre e novembre. 6 Alcune indagini, ancora preliminari, suggeriscono che le precipitazioni inizino ad operare una qualche rimozione degli inquinanti atmosferici al di sopra dei 5 mm al giorno. Tale rimozione dipende però fortemente sia dal tipo di inquinante che dalla intensità del fenomeno meteorologico (pioggia prolungata o meno, intensa o meno). Le precipitazioni superiori ai 5 mm al giorno si possono quindi considerare di una qualche efficacia nella rimozione degli inquinanti atmosferici. 7 Le precipitazioni superiori ai 1 mm al giorno sono da associarsi a fenomeni temporaleschi e di perturbazioni atmosferiche a larga scala che possono avere efficacia certa nella rimozione degli inquinanti atmosferici. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 16

20 Di seguito, relativamente alla stazione urbana di Ferrara, si riportano i grafici degli andamenti annuali dei seguenti parametri: precipitazione cumulata giornaliera (mm), intensità media giornaliera del vento (m/s), temperatura massima giornaliera ( C), altezza di rimescolamento massima giornaliera (m) calcolata a partire dai dati orari di altezza di rimescolamento ottenuti da Calmet. Nel grafico sono riportate le temperature massime giornaliere superiori ai 3. Si sottolinea che l analisi della temperatura massima giornaliera è significativa solo nei mesi più caldi; al riguardo si osservano picchi superiori ai 3 C nei mesi estivi da giugno ad agosto. Si nota che in corrispondenza di giornate interessate da elevate temperature massime si registrano elevati valori di altezza di rimescolamento massimo (tra i 15 e i 25 m) e assenza di precipitazioni. Per quanto riguarda il parametro vento, si osservano condizioni di scarsa intensità del vento, con valori di velocità media giornaliera sempre inferiori ai 5 m/s: si registrano solo 8 giornate con velocità medie superiori ai 5 m/s (6 gennaio, 1,2,3,1 e 11 febbraio, 22 e 23 luglio) in concomitanza a particolari eventi meteorologici (vedi al paragrafo 2.2. intensità del vento e al seguente sito web: Dai grafici si nota anche la riduzione dell altezza di rimescolamento che si registra nei mesi invernali e in particolare nelle giornate primaverili ed estive interessate da precipitazioni. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 17

21 Precipitazione cumulata giornaliera, vento medio, altezza di rimescolamento massima e temperatura massima giornaliera di Ferrara, anno temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) h mix massima giornaliera (m) 1-gen 8-gen 15-gen 22-gen 29-gen 5-feb 12-feb 19-feb 26-feb 4-mar 11-mar 18-mar 25-mar 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) apr 8-apr 15-apr 22-apr 29-apr 6-mag 13-mag 2-mag pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 27-mag h mix massima giornaliera (m) Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 18

22 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) h mix massima giornaliera (m) 1-giu 8-giu 15-giu 22-giu 29-giu 6-lug 13-lug 2-lug 27-lug 7 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) ago 8-ago 15-ago 22-ago 29-ago 5-set 12-set 19-set pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 26-set h mix massima giornaliera (m) Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 19

23 3. Confronto PM1 e METEO Nei grafici seguenti, relativi ai 4 trimestri dell anno 212, sono riportati gli andamenti giornalieri del PM1 misurati a Corso Isonzo e a Cassana, confrontati con due grandezze meteo potenzialmente influenti sulla concentrazione dell inquinante: precipitazioni e ventosità. La ventosità, come già detto in precedenza è stata bassa in tutti i mesi e anche le precipitazioni sono state scarse e concentrate perloppiù in alcune giornate nei mesi di aprile, maggio, giugno, settembre, ottobre e novembre in cui si sono registrate precipitazioni cumulate giornaliere superiori ai 1 mm. L effetto di dilavamento della pioggia si osserva in particolare nella giornata del 16 settembre e in maniera più marcata nei mesi di ottobre e novembre caratterizzati da concentrazioni elevate di PM1, nello specifico nelle giornate del 26 e 27 ottobre, 11, 27, 28 e 3 novembre. Complessivamente la situazione meteo ha contribuito a determinare condizioni favorevoli all accumulo dell inquinante. PM1 a confronto con precipitazione cumulata giornaliera e vento medio Ferrara, anno pioggia PM1-Cassana PM1-C.Isonzo velocità vento mm pioggia-vel.vento m/s gen 8-gen 15-gen 22-gen 29-gen 5-feb 12-feb 19-feb 26-feb 4-mar 11-mar 18-mar 25-mar 8 6 microg/m3 4 2 Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 2

24 mm pioggia_vel.vento m/s pioggia PM1-Cassana PM1-C.Isonzo velocità vento microg/m3 1-apr mm pioggia-vel.vento m/s 8-apr 15-apr 22-apr 29-apr 6-mag 13-mag 2-mag 27-mag 3-giu 1-giu 17-giu 24-giu pioggia PM1-Cassana PM1-C.Isonzo velocità vento lug 8-lug 15-lug 22-lug 29-lug 5-ago 12-ago 19-ago 26-ago 2-set 9-set 16-set 23-set 3-set microg/m3 Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 21

25 25 pioggia PM1-Cassana PM1-C.Isonzo velocità vento ott 8-ott 15-ott 22-ott 29-ott 5-nov 12-nov 19-nov 26-nov 3-dic 1-dic 17-dic 24-dic 31-dic mm pioggia-vel.vento m/s microg/m3 2 Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 22

26 4. GIORNI CRITICI Di seguito sono riportati alcuni dati meteorologici utili a valutare il numero di giorni critici, ovvero favorevoli all accumulo per PM1 e alla formazione di Ozono, per ogni mese dell anno per la città urbana di Ferrara. Per giornate favorevoli all accumulo di PM1 si intendono quei giorni in cui l indebolirsi della turbolenza nei bassi strati dell atmosfera determina condizioni di stagnazione. Segnatamente si tratta di giorni in cui si verificano contemporaneamente due condizioni: l indice di ventilazione (definito come il prodotto fra altezza media dello strato rimescolato e intensità media del vento) è inferiore a 8 m 2 /s; le precipitazioni sono assenti (<.3 mm). L indice è stato messo a punto dal SIMC Servizio Idro-Meteo-Clima di ARPA, che ha selezionato le soglie applicando il metodo statistico degli alberi di classificazione, calibrato con i valori di PM1 misurati. Si noti che l indicatore non tiene conto della direzione del vento e potrebbe perciò rivelarsi poco significativo sulla fascia costiera o in presenza di fonti emissive puntuali, condizioni in cui la direzione del vento incide particolarmente sull accumulo o la dispersione degli inquinanti. Numero di giorni favorevoli all accumulo di PM1 - confronto 212 con anni precedenti - Ferrara (Min, Media, Max) Num.giorni favorevoli all'accumulo di PM gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 23

27 Per l anno 212, solo per gennaio, e marginalmente per marzo, si è registrato un numero di giorni favorevoli all accumulo delle polveri superiore al numero di giorni medio calcolato sugli ultimi 11 anni. A conferma di tale situazione si evidenzia un maggior numero di superamenti del valore limite registrati a Corso Isonzo nel mese di gennaio 212 a confronto con gli ultimi 5 anni e dall andamento delle concentrazioni medie mensili. Dai grafici del numero dei superamenti mensili e delle medie di PM1 mensili calcolate per la stazione di Corso Isonzo, si osserva che il mese di febbraio, ha registrato in assoluto il maggior numero di superamenti e la media più elevata. Nei giorni dal 14 al 19 febbraio, periodo successivo all evento meteorologico delle nevicate che ha interessato tutta la Regione a partire dal 2 febbraio sino al 14/2, si sono registrati a Corso Isonzo, valori di PM1 dell ordine dei 1 g/m 3, con valori massimi di oltre i 12 g/m 3. PM1 - Corso Isonzo Num. superamenti valore limite giornaliero 5 g/m 3 Concentrazioni medie mensili in g/m N.superamenti PM1 del limite 5 microg/m Conrso Isonzo - PM1 in microg/m gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Come evidenziato nella figura di seguito, dal 14 al 19 febbraio, in tutta la Regione si sono verificati episodi acuti di PM1, con valori massimi che hanno toccato i 2 25 g/m 3 di concentrazione nel giorno 19 febbraio. Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 24

28 Il monitoraggio in continuo della radioattività naturale presso la stazione di Cassana (effettuato a cura del CNR), consente di fare valutazioni sulla capacità di diluizione della bassa atmosfera e di trarre informazioni relative alla situazione meteorologica e alle condizioni di rimescolamento delle masse d aria. Valori alti di radioattività indicano assenza di ricambio delle masse d aria con conseguente invecchiamento delle stesse, cui è associato la permanenza negli strati d aria più vicini al suolo delle specie emesse dalle diverse sorgenti e l innesco ed il mantenimento di reazioni secondarie, con rapida formazione di nuove specie. I dati della radioattività registrati per il mese di febbraio sotto rappresentati, indicano un buon rimescolamento avvettivo durante i primi giorni del mese di febbraio (evento che ha condotto alle precipitazioni nevose) ed un periodo di notevole stabilità sia notturna che diurna nel periodo critico fra il 14 ed il 19 febbraio. Anche l analisi delle misure effettuate dal radiosondaggio dell atmosfera 8 effettuato presso la base meteorologica operativa di ARPA-SIMC a San Pietro Capofiume, comune di Molinella (BO), ha evidenziato per la giornata del 19 febbraio l instaurarsi di una situazione di inversione termica in quota che ha causato un accumulo degli inquinanti e la formazione di inquinamento secondario nella bassa troposfera. 8 Il radiosondaggio fornisce il profilo verticale di temperatura, umidità relativa (da cui, assieme alla temperatura dell aria, si ricava la temperatura di rugiada), forza e direzione del vento per una serie di livelli di pressione, dal suolo fino ad un altezza media di circa 25 chilometri (per ulteriori informazioni si veda il sito wen: Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 25

29 RADIOATTIVITA' NATURALE Conteggi/minuto FEBBRAIO 212 Per l anno 212 la riduzione del numero dei giorni critici rispetto all anno precedente, non ha avuto altrettanto riscontro in relazione al numero dei superamenti del valore limite di 5 g/m 3 che risulta in progressivo aumento nel corso degli ultimi quattro anni. Totale n.gg.critici PM1 per anno Numero giorni critici per l accumulo di PM1 per anno - Ferrara PM1 - Corso Isonzo - Numero di superamenti del valore limite giornaliero di 5 g/m 3 per anno Totale n.superamenti PM1 Corso Isonzo per anno Anche per il periodo estivo è stato messo a punto un indicatore: si intendono favorevoli alla formazione di ozono" le giornate in cui la temperatura massima è maggiore di 29 C; i mesi estivi di giugno, luglio e agosto sono da considerarsi mesi critici per l inquinante in esame in quanto caratterizzati da una radiazione solare globale più intensa, da un numero maggiore di ore di insolazione diurna e da temperature elevate. Si tratta di un indicatore molto semplice, anch esso elaborato dal Servizio Idro Meteo Clima di ARPA, che non esaurisce certo la complessità delle interazioni tra meteorologia, chimica e Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 26

30 trasporto dell ozono, ma che si pone l obiettivo di valutare la criticità del semestre estivo dal punto di vista meteorologico rispetto alla formazione di ozono nei bassi strati dell atmosfera. I mesi estivi del 212 sono stati decisamente più favorevoli alla formazione di ozono rispetto alla media degli ultimi 1 anni. Tale situazione trova riscontro nel numero dei superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) registrati nei mesi da maggio ad agosto, nelle varie postazioni della Rete di Monitoraggio della Qualità dell aria della Provincia di Ferrara. Numero di giorni favorevoli alla formazione di ozono - confronto 212 con anni precedenti Ferrara (Min, Media, Max) Num.giorni favorevoli alla formazione di Ozono gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic O3 - Numero di superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) per mese Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 27

31 RAPPORTO METEO ANNUALE PER LA QUALITÀ DELL'ARIA PROVINCIA DI FERRARA - DATI N. superamenti del valore obiettivo per la protezione della salute umana apr mag giu lug ago set Villa Fulvia Cento Ostellato Gherardi Il numero di giorni critici per la formazione ozono per l anno 212 è in linea con quanto si era registrato lo scorso anno e trova corrispondenza relativamente al numero totale di superamenti annuali del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ). Numero giorni critici alla formazione di Ozono per anno - Ferrara Totale n.gg.critici O3 per anno O3 - Numero di superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) per anno Villa Fulvia Mizzana Cento Ostellato Gherardi Data emissione: 3/6/213 - Rev. 1 28