Tipologia di modelli utilizzabili per le valutazioni ambientali

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1 Copertina Tipologia di modelli utilizzabili per le valutazioni ambientali Le autorizzazioni per le emissioni in atmosfera Aspetti tecnici e operativi Udine Palazzo Belgrado 24 maggio 2012 ARPA FVG CRMA Centro Regionale di Modellistica Ambientale crma@arpa.fvg.it

2 Introduzione alla presentazione Perché usare i modelli per la valutazione delle pressioni o dello stato ambientali? Metodologia da utilizzare per non perdere tempo e risorse. Quali modelli usare. Quali le risorse necessarie per usare con successo i modelli. Dove reperire dati ed informazioni utili per svolgere simulazioni utili. Conclusioni: cosa da fare e cosa da non fare. 2

3 Cosa sono i modelli numerici per la qualità dell'aria? Programmi per il calcolo della dispersione degli inquinanti immessi nell'aria ambiente che si basano su: la fisica e la fotochimica dell'atmosfera; la fisica e la fotochimica degli inquinanti immessi; la dinamica della dispersione dei gas, dei vapori e delle polveri; le capacità di calcolo dei moderni computer. Emissioni diffuse Emissioni convogliate 3

4 Perché usare i modelli numerici: cosa ci aspettiamo? Dall'applicazione dei modelli, ci aspettiamo informazioni quantitative sulla concentrazione delle sostanze disperse, in funzione dello spazio e del tempo. Quali i vantaggi rispetto alla misura: dettagliata copertura spaziale; riproducibilità del processo; assenza di impatto ambientale diretto; adeguatezza rispetto la normativa duplice utilizzo: diagnostico prognostico Quali gli svantaggi: è solo un modello di realtà, quindi necessita di validazione; la qualità delle informazioni prodotte dipende da un uso corretto dell'intero sistema modellistico. 4

5 La metodologia corrente per scopi applicativi (schema) 1. Preparazione delle informazioni meteorologiche 2. Preparazione delle informazioni sulle emissioni 3. Definizione dei parametri del modello dispersivo 4. Esecuzione della simulazione 5. Post elaborazioni Per scopi applicativi e di ricerca (Attualmente) solo per scopi di ricerca avanzata 5

6 La metodologia corrente per scopi applicativi (dettagli - a) Stesura delle domande alle quali si vuole rispondere Scelta di: inquinanti che si intende trattare; area che si intende coprire; intervallo di tempo che si intende considerare; risoluzione spaziale che si vuole raggiungere (quella temporale ne è una conseguenza); Scelta del modello (o del sistema modellistico) in base: alle domande a cui si vuole dare risposta; alle scelte fatte; alle risorse a disposizione (calcolo, conoscenze e dati necessari) Modello meteorologico Recupero di misure e simulazioni Preparazione delle informazioni meteorologiche necessarie al modello dispersivo Recupero di misure e simulazioni già disponibili nella forma adatta 6

7 La metodologia corrente per scopi applicativi (dettagli - b) Descrizione della sorgente emissiva Costruzione dei dati sulle immissioni in atmosfera in funzione di: le caratteristiche della sorgente emissiva gli inquinanti che si intende trattare; la risoluzione temporale che si deve raggiungere (è una conseguenza delle scelte fatte nei passi precedenti); Definizione delle verifiche da eseguire sulle simulazioni da svolgere per attribuirne il livello di qualità raggiunto Dati meteorologici Simulazione della Dispersione Dati emissioni Verifica della qualità delle simulazioni svolte 7

8 La metodologia corrente per scopi applicativi (dettagli - c) Post elaborazioni: calcolo di valori statistici (medie, mediane, percentili, ecc.); somma sei valori di fondo alle concentrazioni, se necessario; confronti con i valori di riferimento (per esempio i limiti di legge); preparazione di strumenti di sintesi e presentazione (grafici, tabelle, ecc.); Stesura della risposta alle domande a cui si intendeva rispondere Archiviazione della simulazione e delle informazioni ad esse connesse 8

9 Quali modelli usare Non esiste un modello unico per la simulazione della dispersione degli inquinanti in atmosfera, ma si deve scegliere quello più adatto in funzione delle domande alla quali si vuole dare risposta e di: Caratteristiche dell'inquinate Inerte Reagente Disponibilità del modello Libero Commerciale Caratteristiche spaziali Effetti a lungo raggio Effetti nelle immediate vicinanze della sorgente Risoluzione spaziale Risorse Potenza di calcolo Risorse umane Competenze Tipo di dati necessari Condizioni al contorno Meteorologia Orografia Uso del suolo 9

10 Dove trovare le informazioni su quali modelli usare ARPA FVG CRMA - chiedendo un incontro Siti web istituzionali, nazionali (ISPRA), dell'ue, dell'eea o dell EPA FAIMODE Risultati di progetti europei appositamente finanziali per la definizione dei modelli migliori Ditte che offrono servizi modellistici 10

11 Quali modelli usare alcuni esempi su come scegliere In base alle caratteristiche spaziali. Fonte: FAIRMODE 11

12 Quali modelli usare alcuni esempi su come scegliere In base alle caratteristiche spaziali e dell'inquinante trattato. Fonte: FAIRMODE 12

13 Quali risorse sono necessarie per usare un modello Risorse di calcolo Oggi diversi modelli sono facilmente installabili su PC ed eseguibili. Alcuni richiedono potenze di calcolo superiori a quelle di un buon PC Costi di acquisizione del modello Molti modelli sono liberi (open source). Molti modelli sono a pagamento (licenze da ad alcune euro) Conoscenze Simulare la dispersione degli inquinanti non è come fare una fotografia con la macchina digitale, in quanto necessita di: un minimo di uso razionale del PC, non solo click a tentativi; i rudimenti sulle caratteristiche degli inquinanti che si vogliono trattare; nessuna o quasi conoscenza di fisica o chimica dell'atmosfera; ottima conoscenza della sorgente che si vuole trattare; buona dose di logica per progettare ed eseguire tutto il processo di simulazione (sapersi porre le domande e sintetizzare le risposte) Dati e informazioni su: la meteorologia da utilizzare; le condizioni al contorno e il fondo degli inquinanti; le caratteristiche della sorgente emissiva; 13

14 Dove trovare i dati e le informazioni Meteorologia Per il Friuli Venezia Giulia ARPA FVG CRMA (crma@arpa.fvg.it) Per l'italia e il resto del mondo Aeronautica Militare Italiana Ditte specializzate nel settore Qualità dell'aria (fondo e condizioni al contorno) Per il Friuli Venezia Giulia ARPA FVG CRMA (crma@arpa.fvg.it) Per l'italia e il resto del mondo, ditte specializzate nel settore Come usare i modelli Manuali d'uso Appositi corsi (università e similari [Udine - CISM], enti pubblici, ditte specializzate nel settore) Quali inquinanti trattare e quali interpretazioni dare alle simulazioni ARPA FVG CRMA (crma@arpa.fvg.it) - richiesta d'incontro Normative, regionali, nazionali ed europee sulla qualità dell'aria Per il Friuli Venezia Giulia i recenti piani sulla qualità dell'aria 14

15 Cosa non si deve fare Non dedicare attenzione all'impostazione delle domande Non c'è tempo da perdere dietro ai concetti, muoviamoci a raccogliere i dati e il modello: bisogna far girare qualche cosa che ci dia dei numeri, delle figure da mettere nella relazione! Improvvisarsi sviluppatori di modelli Non ho tempo da perdere nel comprendere come utilizzare i modelli numerici disponibili, allora faccio io un po' di calcoli a buon senso. Andare per tentativi Intanto provo a presentare un po' di grafici e mappe, riempio un centinaio di pagine e le presento con una bella copertina, poi se mi chiedono di rivedere qualcosina gli faccio un'integrazione. Da non fare Ogni volta lo stesso problema Oppure uno nuovo Non va mai bene Perdita di tempo e soldi Tentativo Riprova senza capire Sbaglio Fortuna Da fare Investimento Documentazione Comprendi l'errore Sbaglio Progettazione Esecuzione Successo non casuale 15

16 Esempi di simulazioni: la risoluzione spaziale 16

17 Esempi di simulazioni: le serie temporali 17