INQUINAMENTO ATMOSFERICO:

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Costanzo Carella
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INQUINAMENTO ATMOSFERICO: VALUTAZIONE MULTIANNUALE COL SISTEMA MODELLISTICO AMS-MINNI Mihaela Mircea* 1, Gino Briganti 1, Andrea Cappelletti 1, Lina Vitali 1, Giandomenico Pace 1, Massimo D Isidoro

1 INQUINAMENTO ATMOSFERICO: VALUTAZIONE MULTIANNUALE COL SISTEMA MODELLISTICO AMS-MINNI Mihaela Mircea* 1, Gino Briganti 1, Andrea Cappelletti 1, Lina Vitali 1, Giandomenico Pace 1, Massimo D Isidoro 1, Gaia Righini 1, Antonio Piersanti 1, Giuseppe Cremona 1, Irene Cionni 1, Paola Radice 2, Camillo Silibello 2, Sandro Finardi 2, Giuseppe Calori 2, Mario Adani 1, Luisella Ciancarella 1, Gabriele Zanini 1 1 UTVALAMB-AIR, ENEA, via Martiri di Monte Sole 4, 40129, Bologna, Italy * mihaela.mircea@enea.it 2 ARIANET Srl, Via Gilino, 9, 20128, Milan, Italy WORKSHOP MINNI Roma, aprile 2013

2 PERCHÉ USARE I MODELLI? DIRETTIVA 2008/50/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 21 maggio 2008 relativa alla qualità dell aria ambiente e per un aria più pulita in Europa prevede che: -«è opportuno utilizzare tecniche di modellizzazione onde consentire un interpretazione dei dati puntuali in termini di distribuzione geografica della concentrazione. Ciò potrebbe costituire una base per il calcolo dell esposizione collettiva della popolazione nella zona interessata.» -sotto alcune «soglie» (livelli di inquinamento) è possibile combinare le misurazioni in siti fissi con le tecniche di modellizzazione e/o le misurazioni indicative o usare solo tecniche di modellizzazione o di stima obiettiva al fine di valutare la qualità dell aria ambiente. -> consentire di ridurre il numero minimo di punti di campionamento fissi.

3 PERCHÉ USARE I MODELLI? FAIRMODE (Forum for AIR quality MODElling) - a joint response action of the European Environment Agency (EEA) and the European Commission Joint Research Centre (JRC). Its aim is to bring together air quality modellers and users in order to promote and support the harmonised use of models by EU member countries, with emphasis on their application to the European Air Quality Directive. FAIRMODE strongly recommends the use of models for the following applications: -Assessment of air quality levels to establish the extent of exceedances and establish population exposure. - Forecasting air quality levels for short term mitigation and public information and warnings. - Source allocation to determine the origin of exceedances and to provide a knowledge basis for planning strategies. - Development and assessment of plans and measures to control AQ exceedances. In addition to these applications the use of models is strongly recommended for: -Designing monitoring networks when models are used in combination with monitoring. -Determining the number of fixed monitoring sites that are required.

4 COSA DEVONO FARE I MODELLI?

5 INQUINANTI ATMOSFERICI NOCIVI PER LA SALUTE UMANA DIRETTIVA 2008/50/CE: "«PM10»: il materiale particolato che penetra attraverso un ingresso dimensionale selettivo conforme al metodo di riferimento per il campionamento e la misurazione del PM10, norma EN 12341, con un efficienza di penetrazione del 50 % per materiale particolato di un diametro aerodinamico di 10 μm. " Ozono (O3): "è un inquinante transfrontaliero che si forma nell atmosfera dall emissione degli inquinanti primari" composti organici volatili (COV) e diossido di azoto (NO 2 ) Diossido di azoto (NO 2 ): "«precursori dell ozono»: sostanze che contribuiscono alla formazione dell ozono troposferico"

6 SISTEMA MODELLISTICO AMS-MINNI ATMOSPHERIC MODELLING SYSTEM OF MINNI PROJECT (AMS-MINNI) Campi ECMWF RAMS, LAPS Meteo Dati Locali Sottosistema METEO SURFPRO Parametri di turbolenza Inventari (ISPRA ed EMEP) Emission Manager Emissioni Info spaziali e temporali Sottosistema EMISSIVO Campi EMEP IC e BC Sottosistema CHIMICO-FISICO FARM Concentrazioni e Deposizioni

7 FLEXIBLE AIR QUALITY REGIONAL MODEL (FARM) Initial and boundary conditions:(aerosol) Dry and wet aerosol deposition Land use and orography Meteorology Transport + diffusion Dry and wet gas deposition Emission model: sea salt Emission model: BVOC AEROSOL MODELS: AERO3 ISORROPIA SORGAM Heterogeneous chemistry GAS CHEMISTRY MECHANISM: SAPRC90 Aerosol emissions Gas emissions Initial and boundary conditions (gas)

CONFIGURAZIONE SIMULAZIONI: 2003, 2005, 2007 METEOROLOGIA: 20 e 4 km risoluzione spaziale orizzontale ic/bc da ECMWF: 50km ogni 6hrs QUALITA DELL ARIA: 20 e 4 km risoluzione spaziale orizzontale

8 CONFIGURAZIONE SIMULAZIONI: 2003, 2005, 2007 METEOROLOGIA: 20 e 4 km risoluzione spaziale orizzontale ic/bc da ECMWF: 50km ogni 6hrs QUALITA DELL ARIA: 20 e 4 km risoluzione spaziale orizzontale ic/bc from EMEP/MSC-W: 50km ogni 3h EMISSIONI: -antropiche: ISPRA inventario nazionale top-down + EMEP -biogeniche: ISPRA2005 per Italia e Guenther et al. (2005) per gli altri paesi comprese nel

9 RISULTATI SIMULAZIONI Saranno presentati: -campi di concentrazione di O 3, PM10, NO 2 e concentrazioni alle stazioni di fondo -alcuni indicatori statistici Per illustrare: -l effetto della risoluzione spaziale sulla concentrazione -la variabilità interannuale delle concentrazioni e -la variabilità delle prestazioni del sistema modellistico AMS-MINNI in relazione al tipo di stazione: rurale, suburbana, urbana Sarà mostrato : - un confronto dei risultati di AMS-MINNI con i risultati di altri modelli

10 Ozono (O 3 ): stazioni rurali km aumento numero stazioni 4 km mg/m 3

11 Ozono (O 3 ): stazioni urbane km 4 km mg/m 3

12 Media annuale del valore medio massimo giornaliero su 8 ore sulla base delle medie consecutive di 8 ore. Ozono (O 3 )

13 Materiale particolato (PM10): stazioni rurali km 4 km mg/m 3

14 Materiale particolato (PM10): stazioni urbane km 4 km mg/m 3

15 Media annuale del valore medio giornaliero. Materiale particolato (PM10)

16 Diossido di azoto (NO 2 ): stazioni rurali km 4 km mg/m 3

17 Diossido di azoto (NO 2 ): stazioni urbane km 4 km mg/m 3

18 Media annuale del valore medio orario. Diossido di azoto (NO 2 )

19 O 3 : CORRELAZIONE Simon et al., 2012 (Atmos. Environ) 2007

20 PM10: DIAGRAMMA DI TAYLOR Chemel et al., 2010 (Atmos.Environ) EURODELTA III: European AQ models intercomparison Cerchi: stazioni rurali Crocette : stazioni urbane Quadrati: stazioni suburbane

21 NO 2 : DIAGRAMMA DI TAYLOR Cerchi: stazioni rurali Crocette : stazioni urbane Quadrati: stazioni suburbane EURODELTA III: European AQ models intercomparison

22 CONCLUSIONI Il sistema modellistico AMS-MINNI riproduce relativamente bene: - la distribuzione spaziale delle concentrazioni di O 3, PM10, NO 2 - la variabilità interannuale osservata in tutte le stazioni di fondo (rurale, suburbano, urbano) L aumento della risoluzione spaziale delle simulazioni migliora l accordo tra le concentrazioni simulate e osservate alle stazioni di monitoraggio, e produce mappe di concentrazione più accurate per stimare l esposizione della popolazione agli inquinanti atmosferici nocivi. I risultati del modello sono in linea con i risultati degli altri modelli utilizzati in Europa, USA e Canada.

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