I contributi nordafricani di PM10 nei primi due mesi del 2014

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1 Page 1 of 10 n Venerdì 04 Aprile 2014 I contributi nordafricani di PM10 nei primi due mesi del 2014 In alcune zona della Toscana del Sud Sulla regione Toscana, sotto il profilo meteorologico, i mesi di gennaio e febbraio 2014 sono stati caratterizzati da una successione di impulsi perturbati che hanno portato a frequenti e talvolta intense precipitazioni, estese su gran parte della regione (per una analisi dettagliata si vedano i corrispondenti report mensili di LaMMA); queste condizioni risultano tendenzialmente favorevoli a ridurre i livelli di concentrazione del PM10, sia a causa del ricambio delle masse di aria dovuto al rapido flusso delle correnti atmosferiche tipico del passaggio dei fronti perturbati, che per il dilavamento degli strati atmosferici operato dalla pioggia. Ciononostante nell area vasta sud della Toscana (province di Arezzo, Siena e Grosseto) si sono registrati alcuni anomali episodi di superamento del valore limite, per l indicatore della media giornaliera di PM10, fissato dalla legislazione che disciplina la qualità dell aria (D.Lgs. 155/2010 e smi) pari a 50 µg/m 3. Il grafico di Figura 1 riporta gli andamenti temporali delle concentrazioni medie giornaliere di PM 10 rilevate presso le stazioni di rilevamento della Rete Regionale presenti nell area vasta sud e mostra chiaramente la presenza di alcuni episodi nei quali si osserva un incremento contemporaneo delle concentrazioni rilevate pressoché in tutte le stazioni, con conseguente superamento del limite in molte di queste.

2 Page 2 of 10 Alcuni di questi superamenti hanno interessato anche la stazione di fondo regionale di Casa Stabbi, ubicata nell Alpe di Catenaia nel Comune di Chitignano (Arezzo) la quale dal 2007 ha registrato soltanto due superamenti del limite giornaliero (uno nel 2008 e uno nel 2012). In particolare dal grafico è possibile individuare che i giorni caratterizzati da incrementi diffusi della concentrazione di PM10 sono stati il 19 gennaio, il 1 febbraio ed il 19 febbraio 2014 (20 per Casa Stabbi). Per quanto attiene la zona di Arezzo, sono state registrate precipitazioni solo nei giorni 1 e 20 febbraio. La tabella di seguito, riporta la situazione evidenziata dalle misure di qualità dell aria di alcune stazioni di misurazione delle zone: Collinare e Montana, Valdarno aretino e Valdichiana, Costiera e Valdarno pisano e piana lucchese (i superamenti del valore limite sono caratterizzati dallo sfondo della casella color arancio):

3 Page 3 of 10 Dall esame dei dati mostrati in tabella 1, si rilevano variazioni spaziali degli indicatori diverse in relazione alle varie zone: relativamente ai valori medi giornalieri di PM10, nel giorno 19 gennaio, l incremento dei livelli di concentrazione ha riguardato, in maggior misura, le stazioni della costa sud e quella di Siena Due Ponti, mentre nei giorni 1 e febbraio, ha riguardato sostanzialmente le stazioni dell interno (Arezzo, Chitignano e Siena Due Ponti) ad esclusione della stazione di Poggibonsi. Relativamente alla percentuale di PM 2,5 sul PM 10, nel giorno 19 gennaio, in tutte le stazioni esaminate la componente di PM 2,5 è stata particolarmente bassa rispetto a quella determinata su base annuale (valori medi percentuali di PM 2,5 sul PM 10 per Arezzo, Grosseto e Poggibonsi vanno dal 65 al 70 %); pertanto in tale giorno nel particolato atmosferico era presente una componente più grossolana rispetto al solito; nei giorni 1 e 20 febbraio, la riduzione della percentuale di PM 2,5 ha riguardato maggiormente le stazioni della Provincia Arezzo. Per quanto attiene le condizioni meteo, la stazione meteo di Arezzo Villa Chianini in questi giorni ha registrato direzioni prevalenti di provenienza del vento meridionali tipiche della circolazione ciclonica indotta dal transito dei sistemi perturbati (vedi Figura 2).

4 Page 4 of 10 Utilizzando l applicativo web Hysplit[1] sono state ricostruite le traiettorie delle masse d aria dei giorni sopra individuati, relativamente alla zona di Arezzo; si è così valutato che le masse d aria hanno avuto origine, nella prevalenza dei casi, dal Nord Africa. Le elaborazioni grafiche mostrate successivamente, ricostruiscono le traiettorie delle masse d aria su tre livelli di quota (500 metri, linea rossa 1000 metri, linea blu e 1500 metri, linea verde). È quindi presumibile che gli incrementi nelle concentrazioni di PM10 registrati in questi giorni siano dovuti ad un contributo di origine sahariana, cioè al trasporto di polveri sollevatisi dal deserto; ciò è in accordo con la presenza di una più elevata componente grossolana ( coarse ) all interno del PM10. Occorre tuttavia precisare che tale evidenza è differenziata nei diversi giorni, ed appare maggiormente robusta per il giorno 19 gennaio, mentre per l 1 febbraio ed il febbraio la provenienza delle masse d aria appare meno univoca.

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7 Page 7 of 10 Si segnala che esistono altri sistemi modellistici con i quali è possibile valutare questo tipo di eventi: ad esempio in Figura 6 è riportata la distribuzione spaziale della concentrazione di polvere (mineral dust) nel livello più basso dell atmosfera, prevista per le ore 18 del giorno 19 febbraio 2014 dal sistema modellistico BSC-DREAM implementato presso l Earth Sciences Division of the Barcelona Supercomputing Center ed anch esso disponibile sul web.

8 Page 8 of 10 Si ricorda inoltre che alcune applicazioni modellistiche quantitative relative al trasporto di polvere sahariana sono state sviluppate da LaMMA nell ambito dei progetti PATOS finanziati dalla Regione Toscana. Si mette in evidenza che l analizzatore di PM 10 installato nel mezzo mobile di Arezzo (che fornisce dati su base oraria) ha registrato per il giorno di domenica 19 gennaio l incremento dei livelli di concentrazione nella fascia oraria 6-14 con picco alle ore 13, mentre per il giorno 1 febbraio nella fascia oraria con massimo alle ore 16. In Figura 7 è riportata la foto di uno dei filtri sui quali viene misurato il PM10, in particolare quello relativo al 1 febbraio 2014 della stazione di Casa Stabbi; per questo e per altri si osserva come la massa di polvere trattenuta dal mezzo filtrante presenti il caratteristico colore rosato/arancio tipico della sabbia. In relazione a questo aspetto, un report dell Aereonautica Militare, ha evidenziato, in base alla segnalazione dei colleghi del Servizio Meteo Austriaco, un picco di concentrazione di sabbia nei rilevamenti sulla qualità dell aria effettuati dall osservatorio d alta quota di Sonnblick, che si trova a 3111 metri sul livello del mare nel cuore delle Alpi austriache proprio nel giorno 19 febbraio.

9 Page 9 of 10 Il quadro delle informazione raccolte fornisce pertanto sufficienti evidenze per ritenere che nei giorni 19 gennaio, 1 e febbraio 2014 gli incrementi dei livelli di concentrazione di materiale particolato PM10 registrati, in primo luogo nella stazione di misurazione di Casa Stabbi, ma anche nella prevalenza delle stazioni di misurazione delle zone del Valdarno aretino e Valdichiana e della Costa, siano da attribuire a contributi di sabbia proveniente dal Nord Africa. Fenomeni analoghi anche se molto meno rilevanti sono stati osservati anche nelle stazioni urbane fondo di Viareggio e di Capannoni nei giorni 19 gennaio e 19 febbraio. Nei casi specifici relativi al contributo sahariano alle concentrazioni di PM 10 misurate nelle stazioni di monitoraggio della qualità dell'aria, come ad esempio quelli rilevati nella zona della Valdarno aretino e Valdichiana nei mesi di gennaio e febbraio 2014, la Direttiva 2008/50/CE e il D.Lgs. 155/2010 sulla qualità dell aria consentono di sottrarre i contributi da fonti naturali dalle concentrazioni di PM10 misurate nell aria, prima di valutarne la conformità ai valori limite, attività regolarmente svolta dal Ministero dell'ambiente a livello nazionale. La Commissione Europea ha riportato la relativa metodologia di valutazione nel documento SEC (2011) 2008 Final del 15/02/2011. Testo a cura di Franco Giovannini e Guglielmo Tanganelli [1] La NOAA (National Oceanics and Atmospheric Administration USA) attraverso l Air Resources Laboratory ha predisposto e reso disponibili sul web una serie di strumenti modellistici (e dati meteorologici per il loro impiego) tra i quali la versione del modello Hysplit Trajectory Model (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) qui

10 I contributi nordafricani di PM10 nei primi due mesi del 2014 ARPAT - A... Page 10 of 10 utilizzata; con questa è possibile ricostruire a ritroso (o in previsione) il presumibile percorso delle masse di aria a partire da una data posizione. Direttore responsabile: Marco Talluri Autorizzazione del tribunale di Firenze: n del 14 febbraio 2005 Redazione: ARPAT, Via N.Porpora, Firenze - tel fax arpatnews@arpat.toscana.it Web: È possibile ricevere regolarmente ARPATNEWS, personalizzandone le modalità (periodicità, temi, ecc.), all'indirizzo: Seguici su Twitter Seguici su Youtube È possibile inserire un proprio commento in calce a ciascun numero della versione Web ed è possibile esprimere un giudizio su questo servizio, come sulle altre attività svolte da ARPAT, all'indirizzo: