POLITECNICO DI MILANO "Strumenti di analisi, misure ed interventi in materia di traffico e riscaldamento

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1 POLITECNICO DI MILANO "Strumenti di analisi, misure ed interventi in materia di traffico e riscaldamento Bruno Villavecchia Direttore Ambiente e Energia Agenzia Mobilità e Ambiente Srl

2 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Particolato fine (PM 1 ), concentrazioni adeguate a SM25 Superamenti Valore Limite Numero di superamenti è il massimo numero di superamenti ammessi all'anno del Valore Limite di 24 ore per la protezione della salute umana pari a 5 µg/m 3 + Margine di Tolleranza (MDT) in vigore dal 19/7/99. Tolleranza= dal 1/1/ Max Anno Valore Limite, Staz.MI-Juvara Valore Limite, Staz.MI-Zavattari/MI-Verziere Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

3 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Particolato fine (PM 1 ), concentrazioni adeguate a SM25 Medie Annuali 6 5 Concentrazione [µg/m 3 ] Valore Limite annuale per la protezione della salute umana pari a 4 ug/m 3 + Margine di Tolleranza (MDT), in vigore dal 19/7/99. (Tolleranza= dal 1/1/25). Media urbana annuale Stazione MI-Juvara Stazione MI-Zavattari / MI- Verziere Valore Limite + MDT (DM n.6 del 2/4/2) , 48, 46,4 44,8 43,2 41,6 4, Anno Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

4 Particolato fine (PM1) Superamenti Valore Limite - Regione Lombardia 1 gennaio 8 novembre Numero di superamenti Milano-Juvara Milano-Verziere Como Busto Bergamo-Osio Brescia-Sarezzo Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

5 Particolato fine (PM1) 12 Superamenti Valore Limite (concentrazioni SMC) - Regione Emilia Romagna 1 gennaio 8 novembre Numero di superamenti Parma Reggio Emilia Modena Bologna Ferrara Rimini Fonte: ARPA Emilia Romagna

6 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Superamenti Valore Limite - Regione Piemonte 1 gennaio 8 novembre (**) Per le stazioni di Torino i dati validati si riferiscono al periodo 1 gennaio ottobre 25 Numero di superamenti Alessandria Torino - Chivasso(**) Torino - Castagneto Po(**) Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Piemonte

7 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Superamenti Valore Limite - Regione Veneto 1 gennaio 8 novembre Numero di superamenti Belluno Padova Rovigo Treviso Venezia Verona Vicenza Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Veneto

8 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Superamenti Valore Limite Confronto con altre città italiane 1 gennaio 8 novembre Numero di superamenti Milano-Juvara Brescia-Sarezzo Padova Verona Alessandria Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Regioni italiane

9 Concentrazione di inquinanti in atmosfera 2 Superamenti Valore Limite Confronto con altre città europee Anno Numero di superamenti Atene Berlino Brussels Londra Madrid Milano Parigi Vienna Maribor Fonte: elaborazioni su dati dal sito

10 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Concentrazione media annuale Confronto con altre città europee Anno Concentrazione (µg/m 3 ) Atene Berlino Brussels Londra Madrid Milano Parigi Vienna Maribor Media annuale Fonte: elaborazioni su dati dal sito

11 Condizioni meteorologiche Influenza dei parametri meteorologici: pioggia, settembre - novembre Sep 2-Sep 3-Sep 4-Sep 5-Sep 6-Sep 7-Sep 8-Sep 9-Sep 1-Sep 11-Sep 12-Sep 13-Sep 14-Sep 15-Sep 16-Sep 17-Sep 18-Sep 19-Sep 2-Sep 21-Sep 22-Sep 23-Sep 24-Sep 25-Sep 26-Sep 27-Sep 28-Sep 29-Sep 3-Sep 1-Oct 2-Oct 3-Oct 4-Oct 5-Oct 6-Oct 7-Oct 8-Oct 9-Oct 1-Oct 11-Oct 12-Oct 13-Oct 14-Oct 15-Oct 16-Oct 17-Oct 18-Oct 19-Oct 2-Oct 21-Oct 22-Oct 23-Oct 24-Oct 25-Oct 26-Oct 27-Oct 28-Oct 29-Oct 3-Oct 31-Oct 1-Nov 2-Nov 3-Nov 4-Nov 5-Nov 6-Nov 7-Nov 8-Nov 9-Nov 1-Nov µg/m 3 DATA Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati Arpa Lombardia [mm] pioggia [mm] PM1 MI-Juvara (SM25) 3 2 1

12 Condizioni meteorologiche Influenza dei parametri meteorologici: vento, settembre - novembre velocità del vento [m/s] 3. PM1 MI-Juvara (SM25) Sep 2-Sep 3-Sep 4-Sep 5-Sep 6-Sep 7-Sep 8-Sep 9-Sep 1-Sep 11-Sep 12-Sep 13-Sep 14-Sep 15-Sep 16-Sep 17-Sep 18-Sep 19-Sep 2-Sep 21-Sep 22-Sep 23-Sep 24-Sep 25-Sep 26-Sep 27-Sep 28-Sep 29-Sep 3-Sep 1-Oct 2-Oct 3-Oct 4-Oct 5-Oct 6-Oct 7-Oct 8-Oct 9-Oct 1-Oct 11-Oct 12-Oct 13-Oct 14-Oct 15-Oct 16-Oct 17-Oct 18-Oct 19-Oct 2-Oct 21-Oct 22-Oct 23-Oct 24-Oct 25-Oct 26-Oct 27-Oct 28-Oct 29-Oct 3-Oct 31-Oct 1-Nov 2-Nov 3-Nov 4-Nov 5-Nov 6-Nov 7-Nov 8-Nov 9-Nov 1-Nov µg/m 3 [m/s] DATA Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati Arpa Lombardia

13 Condizioni meteorologiche Influenza dei parametri meteorologici: altezza di rimescolamento, settembre - novembre Altezza di rimescolamento [m] 9 PM1 MI-Juvara (SM25) Sep 2-Sep 3-Sep 4-Sep 5-Sep 6-Sep 7-Sep 8-Sep 9-Sep 1-Sep 11-Sep 12-Sep 13-Sep 14-Sep 15-Sep 16-Sep 17-Sep 18-Sep 19-Sep 2-Sep 21-Sep 22-Sep 23-Sep 24-Sep 25-Sep 26-Sep 27-Sep 28-Sep 29-Sep 3-Sep 1-Oct 2-Oct 3-Oct 4-Oct 5-Oct 6-Oct 7-Oct 8-Oct 9-Oct 1-Oct 11-Oct 12-Oct 13-Oct 14-Oct 15-Oct 16-Oct 17-Oct 18-Oct 19-Oct 2-Oct 21-Oct 22-Oct 23-Oct 24-Oct 25-Oct 26-Oct 27-Oct 28-Oct 29-Oct 3-Oct 31-Oct 1-Nov 2-Nov 3-Nov 4-Nov 5-Nov 6-Nov 7-Nov 8-Nov 9-Nov 1-Nov [m] µg/m DATA Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati Arpa Lombardia

14 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Biossido di zolfo (SO 2 ) Concentrazione [µg/m 3 ] Valore Limite per la protezione degli ecosistemi pari a 2 µg/m 3 entrato in vigore il 19 luglio Media urbana annuale Valore Limite (DM n. 6 del 2/4/2) Anno Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

15 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Biossido di azoto (NO 2 ) Concentrazione [µg/m 3 ] Valore Limite annuale per la protezione della salute umana pari a 4 µg/m 3 + Margine di Tolleranza (MDT) in vigore dal 19/7/1999 (Tolleranza = dal 1/1/21) Media urbana annuale Valore Limite + MDT (DM n. 6 del 2/4/2) Anno Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

16 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Ossidi di azoto (NO x ) 35 3 Concentrazione [µg/m 3 ] Valore Limite annuale per la protezione della vegetazione pari a 3 µg/m 3 entrato in vigore il 19 luglio Media urbana annuale Valore Limite (DM n. 6 del 2/4/2) Anno Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

17 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Monossido di carbonio (CO) 6 5 Concentrazione [mg/m 3 ] Media urbana annuale 5,8 4,5 4,4 4,3 4, 3,7 3,3 2,7 2,5 2,6 2,3 2, 1,8 1,7 1,4 1,5 1,2 Anno Fonte: Elaborazioni AMA, 25 su dati ARPA Lombardia

18 Concentrazione di inquinanti in atmosfera Benzene (C 6 H 6 ) Concentrazione [µg/m 3 ] Valore Limite per la protezione della salute umana pari a 5 µg/m 3 + Margine di Tolleranza (MDT) in vigore dal 13/12/2 (Tolleranza = dal 1/1/21) Media urbana annuale 6,8 5,3 4,9 6,3 4,5 3,8 2,2 Stazione MI-Senato 6,8 4,8 5,1 6,1 4,5 3,8 2,2 Stazione MI-Zavattari 5,8 4,8 6,6 3,8 Valore Limite + MDT (DM n. 6 del 2/4/2) Anno Fonte: Elaborazione AMA 25 su dati ARPA Lombardia

19 Emissioni di inquinanti in atmosfera Contributo percentuale delle diverse fonti emissive CO NOx SOx 6% 5% 1%3% 2% 9% 2% 23% 89% 65% 8% 87% PM 1 COVNM C 6H 6 5% 21% 41% 1%1% 3% 4% 3% 3% 7% 2% 72% 2% 5% 79% 6% CO 2 25% 3% 1% 3% 1% 2% 22% 3% 2% CH 4 N 2O 1% 13% 23% 48% 93% 6% NH 3 Centrali produzione energia Riscaldamento civile 4% Combustioni industriali Processi industriali Produzione distribuzione combustibili Uso di Solventi 6% Trasporti stradali Smaltimento e trattamento rifiuti Natura Altre sorgenti mobili Agricoltura Fonte: Elaborazione AMA 25 da Inventario Provinciale delle Emissioni Atmosferiche (2)

20 Emissioni di inquinanti in atmosfera Contributo percentuale delle diverse tipologie veicolari alle emissioni di particolato fine PM 1 nel Comune di Milano anno 23 auto benzina auto diesel auto GPL auto metano merci leggeri benzina merci leggeri diesel merci pesanti diesel autobus ciclomotori motocicli auto benzina auto diesel auto GPL auto metano merci leggeri benzina merci leggeri diesel merci pesanti diesel autobus ciclomotori motocicli merci leggeri altri carburanti merci pesanti altri carburanti altri veicoli pubblici VEICOLI CONVENZIONALI (o PRE-EURO) VEICOLI di tipo EURO Emissioni allo scarico Emissioni da attrito (pneumatici, freni, asfalto) ALTRI VEICOLI Contributo percentuale [%] Fonte: Elaborazione AMA 25

21 Strumenti di analisi e previsione: Progetto Europeo City Delta Progetto Sentinella dell Aria

22 IL PROGRAMMA EUROPEO CITY-DELTA Nell'ambito delle attività svolte per il programma europeo CAFE (Clean Air For Europe, "Aria Pulita per l'europa" ), nel 23 è stata avviata un'intercomparazione modellistica europea a scala urbana denominata CITY- DELTA. Questa intercomparazione, i cui risultati sono finalizzati al supporto alle decisioni della Commissione Europea in tema di strategie per il risanamento della qualità dell'aria (soprattutto per quanto riguarda PM1, PM2.5, ozono e NO2), è stata suddivisa in due fasi distinte conclusesi alla fine del 24. Agenzia Mobilità e Ambiente ha partecipato a entrambe le fasi.

23 IL PROGRAMMA EUROPEO CITY-DELTA

24 IL PROGRAMMA EUROPEO CITY-DELTA LA TERZA FASE La necessità di effettuare ulteriori analisi di scenario e il qualificato supporto offerto nell'ambito delle precedenti fasi hanno suggerito l'opportunità di organizzare una terza fase del programma CityDelta. Questa fase, appena avviata, prevede la simulazione modellistica di scenari futuri (anno 22) di contenimento delle emissioni e lo studio della conseguente riduzione delle concentrazioni in aria, soprattutto di ozono e PM1. Sono stati coinvolti solo tre istituti in Europa: 1. Agenzia Mobilità e Ambiente di Milano 2. INERIS (Institut National de l'environnement industriel et des risques) di Parigi 3. Università di Berlino

25 IL PROGRAMMA EUROPEO CITY-DELTA LA TERZA FASE Le città coinvolte per la terza fase di CityDelta sono: -BERLINO -LISBONA -LONDRA -MILANO -PARIGI -PRAGA -STOCCARDA

26 IL PROGRAMMA EUROPEO CITY-DELTA LA TERZA FASE ISTITUTI COORDINATORI E PROMOTORI DEL PROGRAMMA -JRS-IES (Joint Research Centre Institute for Environment and Sustainability) di Ispra, quale organo tecnico della Commissione Europea -IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis), Austria -CONCAWE (The oil companies' European association for environment, health and safety), Belgio

27 Il progetto Sentinella dell Aria E finalizzato a rendere disponibili previsioni in tempo reale dell andamento dei principali inquinanti sull area milanese. Il progetto è stato realizzato da AMA Agenzia Milanese Mobilità Ambiente con le sviluppo di piattaforme HW/SW e Meteo proprie. I modelli lineari e leazy learning implementati sono di Agenzia In questo momento sono in fase di elaborazione le reti neurali ATMOSFERA di ENEA, che verranno ospitate nella Piattaforma Sentinella dell Aria.

28 Stato corrente del progetto Tali previsioni potranno essere rese disponibili tramite il sito web di Agenzia, costituendo quindi uno strumento di informazione per la popolazione. E finalizzato a rendere disponibili previsioni in tempo reale dell andamento dei principali inquinanti sull area milanese. Vengono calcolate le previsioni di PM1 a uno e due giorni. Le previsioni sono disponibili sulle stazioni di: Milano-Juvara Limito di Pioltello A breve saranno messi a punto anche i predittori per Arese e Magenta.

29 Il sistema informativo Radiosondaggi (Aeroporto di Linate) z Il sistema acquisisce in modo automatico dati provenienti da diverse fonti, li valida e li inserisce nella base di dati. Previsioni meteorologiche Sodar Anemometro ultrasonico Rete di monitoraggio ARPA Sistema di Validazione dati acquisizione automatica Base di dati Calcolo della previsione

30 Dati utilizzati per la predizione Come informazioni per il calcolo della predizione vengono usati i valori pregressi di concentrazioni (PM 1, SO 2 ) e di variabili meterologiche come temperatura e pressione atmosferica. E inoltre in corso un attività di ricerca volta a migliorare l accuratezza predittiva utilizzando informazioni quali: profili verticali dei radiosondaggi dell aeroporto di Linate previsioni meteorologiche dati sodar

31 Pubblicazioni scientifiche Ercim news - April 25 (European Research Consortium for Informatics and Mathematics)

32 Lo strumento di calcolo Presso Agenzia è stato sviluppato uno strumento software che integra il predittore con le procedure di accesso ai dati. L utente sceglie la centralina per la quale viene richiesta la previsione, e l orizzonte di riferimento (1gg, 2gg).

33 Esempio di previsione a 1 giorno : ottobre 25, 14 Milano Juvara dati reali dati previsti 4 2 Concentrazioni [ µg / m³ ] 1-Oct-25 2-Oct-25 3-Oct-25 4-Oct-25 6-Oct-25 7-Oct-25 8-Oct-25 9-Oct-25 1-Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct-25 2-Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct Oct-25 3-Oct Oct-25 Le previsioni mostrano un ottima attendibilità, con correlazione vero/previsto di circa.9 (massimo teoricamente possibile: 1).

34 Esempio di previsione a 2 giorni : ottobre 25 Classi Stazione di Milano Juvara % di episodi previsti correttamente <5 µg/m 3 69% >= 5 µg/m 3 88% Classi Stazione di Limito di Piotello % di episodi previsti correttamente <5 µg/m 3 83% >= 5 µg/m 3 67% L accuratezza predittiva è inferiore rispetto al caso precedente (correlazione vero/previsto.75). Il modello è efficace nel prevedere i superamenti di soglia.

35 Conclusioni e futuri sviluppi Il sistema Air Sentinel è già collegato in tempo reale alle reti di monitoraggio, ed è quindi in grado di generare previsioni in tempo reale sull andamento dei fenomeni di inquinamento atmosferico. Grazie alla sua accuratezza predittiva, il sistema può costituire un importante strumento di informazione per l amministrazione e per i cittadini. Nel prossimo futuro verrano messe a punto metodologie predittive per l ozono, che si affincheranno ai predittori di PM 1. E prevista la messa in funzione delle reti neurali ENEA ATMOSFERA per una previsione allargata alle 72 ore

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