AEROSOL CARBONIOSO E POLVERI SAHARIANE:

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Linda Lombardo
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AEROSOL CARBONIOSO E POLVERI SAHARIANE: CONFRONTO SIMULAZIONI/OSSERVAZIONI PER DIVERSE CONFIGURAZIONI DEL SISTEMA MODELLISTICO AMS-MINNI Mihaela Mircea* 1, Massimo Berico 1, Gino Briganti 1, Andrea

1 AEROSOL CARBONIOSO E POLVERI SAHARIANE: CONFRONTO SIMULAZIONI/OSSERVAZIONI PER DIVERSE CONFIGURAZIONI DEL SISTEMA MODELLISTICO AMS-MINNI Mihaela Mircea* 1, Massimo Berico 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, Antonella Malaguti 1, Paola Radice 2, Camillo Silibello 2, Sandro Finardi 2, Giuseppe Calori 2, Chiara Teloli 1,Teresa La Torretta 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 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 (MEGAN) AEROSOL MODELS: AERO3 ISORROPIA SORGAM Heterogeneous chemistry GAS CHEMISTRY MECHANISM: SAPRC90/SAPRC99 Aerosol emissions Gas emissions Initial and boundary conditions (gas)

MODELLO AEROSOL Modal Gas precursors: HNO3, NH3, H2SO4 toluene, xylene isoprene, monoterpene n u c l e a t i o n condensation/evaporation coagulation AERO3 (Binkowski and Roselle, 2003) ISORROPIA

3 MODELLO AEROSOL Modal Gas precursors: HNO3, NH3, H2SO4 toluene, xylene isoprene, monoterpene n u c l e a t i o n condensation/evaporation coagulation AERO3 (Binkowski and Roselle, 2003) ISORROPIA (Nenes et al., 1998) SORGAM (Schell et al., 2001) N i, D pgi, i sulfate,ammonium nitrate, OC,EC unspecified anthropogenic Aitken sulfate ammonium nitrate, OC,EC sea-salt unspecified anthropogenic unspecified anthropogenic (Whitby and Cantrell, 1976 and EPA, 1999)

4 COMPOSIZIONE CHIMICA DELL AEROSOL Aerosol carbonioso: -carbonio organico (OC) -carbonio elementare (EC) Aerosol minerale - polveri sahariane SAPRC90 SAPRC99 SAPRC99-MEGAN AMS-MINNI&SKIRON (Spyrou et al, 2010) Aerosol solfato (SO4) Aerosol nitrato (NO3) Aerosol ammonio (NH4) Aerosol marino

5 AEROSOL CARBONIOSO: OC E EC Carbonio Organico (OC) Primario Secondario Antropico Benzina Diesel Combustione biomassa Industria Biogenico Antropico COV aromatici Biogenico Terpene isoprene Carbonio Elementare (EC) Primario Antropico Benzina Diesel Combustione biomassa Industria

6 CARBONIO ELEMENTARE (EC): EMISSIONI E CONCENTRAZIONI INTORNO A TRISAIA

7 CARBONIO ELEMENTARE (EC) IN TRISAIA

8 CARBONIO ORGANICO (OC): SAPRC90 VS SAPRC99

9 EMISSIONI BIOGENICHE COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (BCOV) Emissioni biogeniche totaliottenuti integrando nel dominio spaziale e mediando nell intervallo 1 maggio 30 giugno 2010.

10 ISOPRENE

11 TERPENE

12 CARBONIO ORGANICO (OC): SAPRC99 VS SAPRC99-MEGAN

13 EMISSIONI BVOC IN TRISAIA SAPRC99 CON MEGAN: PER TUTTE LE RISOLUZIONI

14 CARBONIO ORGANICO (OC): SAPRC99-MEGAN 4KM VS 1 KM RISOLUZIONE SPAZIALE

15 POLVERI SAHARIANE: AMS-MINNI&SKIRON Aerosol in SKIRON 8 bins: 0.15, 0.25, 0.45, 0.78, 1.3, 2.2, 3.8, e 7.1 m Aerosol in AMS-MINNI 3 mode: Aitken, accumulation e coarse 2 simulazioni: - 4 bin in «accumulation» : 4F - 4 bin in «coarse» : 4C

16 TRASPORTO DI POLVERI SAHARIANE 14 E 16 GIUGNO 2010

17 CONCENTRAZIONI GIORNALIERE DI POLVERI SAHARIANE FINI E GROSSOLANE PER 14 GIUGNO km 4 km Polveri sahariane fini (A25J) Polveri sahariane grossolane (ASOIL)

18 CONCENTRAZIONI GIORNALIERE DI POLVERI SAHARIANE MISURATE E SIMULATE fine coarse

19 CONCENTRAZIONI GIORNALIERE DI POLVERI SAHARIANE FINE MISURATE E SIMULATE: 4F E 4C 4C 4F

20 CONCENTRAZIONI GIORNALIERE DI POLVERI SAHARIANE GROSSOLANE MISURATE E SIMULATE: 4F E 4C 4C 4F

21 EFFETTO DELLA RISOLUZIONE SPAZIALE SULLE LE POLVERI SAHARIANE MISURATE E SIMULATE: 4C 4C

22 CONFRONTO MODELLO VS OSSERVAZIONI

23 CONTRIBUTO POLVERI SAHARIANE A PM2.5

24 CONTRIBUTO POLVERI SAHARIANE A PM10

25 COMPOSIZIONE CHIMICA DELL AEROSOL PER DIVERSE CONFIGURAZIONI DI FARM

26 CONCLUSIONI Aerosol carbonioso: il modello riproduce le concentrazioni di carbonio elementare (EC) osservate in molti giorni ma non sempre e questo può essere dovuto in parte alla difficoltà del modello nel riprodurre il trasporto e la dispersione in un sito quasi costale lontano da forti sorgenti di inquinamento il carbonio organico è meglio riprodotto dal modello quando si utilizza SAPRC99 e SAPRC99-MEGAN gli effetti dell utilizzo del modello MEGAN per simulare le emissioni di BCOV e dell aumento della risoluzione spaziale delle simulazioni si possono annullare sia per una inadeguata descrizione della copertura del suolo sia per inadeguate parametrizzazioni nel modello sono necessarie campagne sperimentali più lunghe ed in più siti, sia rurali che urbani) per continuare la validazione e sviluppo del modello

27 CONCLUSIONI Polveri sahariane: l introduzione della polvere sahariana come condizione al contorno per il modello di qualità dell aria migliora le prestazioni del modello nel riprodurre le concentrazioni osservate. i risultati mostrano che il modello può spiegare i contributi importanti di polveri sahariane alla massa del PM 2.5 (fino a 60%) e alla massa di PM 10 (fino a 50%). I risultati dimostrano l utilità del modello nel riprodurre le concentrazioni di aerosol, ma anche la necessità di avere campagne sperimentali più lunghe ed in più siti per una sua validazione e sviluppo. Un unico evento importante di trasporto di sabbie sahariane, com è successo in questa campagna, non è sufficiente per comprendere la complessità del fenomeno e quantificarlo in modo accurato.

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