CENTRO REGIONALE DELLA QUALITA DELL ARIA E SISTEMA PREVISIONALE

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1 CENTRO REGIONALE DELLA QUALITA DELL ARIA E SISTEMA PREVISIONALE Roberto Sozzi, Matteo Morelli, Andrea Bolignano, Davide Ceccarelli ARPALAZIO Divisione Atmosfera e Impianti Uno dei risultati più significativi emersi dal Piano di Risanamento Regionale della Qualità dell Aria Necessità di migliorare la disponibilità e la fruibilità delle informazioni relative alla Qualità dell Aria ed alle Cause che la determinano Ciò costituisce la Condizione Necessaria affinché sia possibile, per i Differenti Decisori, individuare ed adottare i vari provvedimenti di competenza (strutturali o momentanei) su una base di sufficiente oggettività. 1

2 Da questa necessità hanno preso vita una serie di iniziative di Arpa Lazio (alcune già durante lo svolgimento Piano) quali: 1. Riqualificazione della Rete di Monitoraggio della Qualità dell Aria, 2. Realizzazione di una Rete di Monitoraggio Micrometeorologica e della capacità disperdente dell atmosfera, 3. Acquisizione delle informazioni meteorologiche non Arpa presenti sul territorio regionale e delle informazioni meteorologiche a grande scala da organismi internazionali (US-NOAA), 4. Integrazione misure/modelli (Near Real Time), 5. Miglioramento delle conoscenze sulle emissioni presenti in regione e sulla loro variabilità nel tempo, 6. Miglioramento della disponibilità e della fruibilità di tutte le informazioni riguardanti l ambiente atmosferico. RIQUALIFICAZIONE DELLA RETE DI MONITORAGGIO DELLA QUALITÀ DELL ARIA AZIONI: Revisione della dotazione strumentale delle centraline fisse tradizionali Inserimento di nuove centraline tradizionali nella rete fissa Studio di un sistema di monitoraggio complementare a quello delle centraline tradizionali - Mezzi mobili - Stazioni rilocabili - Sistemi di monitoraggio compatti Revisione del sistema di acquisizione e trasmissione dati per consentire la disponibilità delle misure (ancorché non validate definitivamente) quasi in tempo reale (near real-time) in modo da poter seguire i fenomeni in atto. 2

3 Le caratteristiche meteorologiche e micrometeorologiche della troposfera sono l elemento essenziale (assieme alle emissioni) che concorre alla conoscenza della qualità dell aria Realizzazione della Rete di monitoraggio micrometeorologica e della capacità disperdente dell atmosfera (ogni ora) Acquisizione delle informazioni meteorologiche non Arpa presenti sul territorio regionale (ogni ora) Acquisizione delle informazioni meteorologiche a grande scala dagli organismi internazionali US-NOAA (ogni volta che risultano disponibili nel circuito internazionale) Possibile utilizzo di un Modello di analisi e previsione della distribuzione nello spazio e nel tempo delle variabili meteorologiche e delle caratteristiche disperdenti dell atmosfera MIGLIORAMENTO DELLE CONOSCENZE SULLE EMISSIONI PRESENTI IN REGIONE E SULLA LORO VARIABILITÀ NEL TEMPO Disponibilità attuale: - Nuovo inventario regionale delle emissioni in aria, - Informazioni sulla viabilità urbana ed extraurbana e sulle relative emissioni - Informazioni derivanti dalle attività istituzionali di Arpa nel controllo delle emissioni delle principali sorgenti industriali Integrazione di tutte queste informazioni in un nuovo inventario in cui siano previste anche le emissioni dalla vegetazione e la variazione temporale caratteristica di ogni tipo di sorgente emittente e di cui sia possibile un aggiornamento continuo. 3

4 La disponibilità di: - Inventario delle emissioni - Informazioni meteorologiche e micrometeorologiche - Caratteristiche ed uso del suolo ha reso possibile l uso di Catene Modellistiche (Meteo + Dispersione degli inquinanti) per: Ricostruzione degli eventi (distribuzione nello spazio e nel tempo della concentrazione media dei principali inquinanti) Previsione a 24, 48 e 72 ore dei campi di concentrazione SISTEMA MODELLISTICO Modello Meteorologico Prognostico e processori accessori Gestore delle emissioni Modello di dispersione degli inquinanti in aria UTILIZZI Previsionale (funzionamento giornaliero) Ricostruttivo near-real-time (funzionamento continuo) Simulativo (secondo le necessità) 4

5 Il sistema modellistico Previsioni Meteorologiche Sinottiche (NCEP) Input Meteorologico Dati Geografici RAMS Gap SurfPRO Input Emissivo DATI EMISSIVI EMMA FARM Previsioni Inquinamento a scala nazionale (QualeAria) Campi di concentrazione Meteo sub-system MINNI wind, T, P, RH Prec, TCC Ground meas. Emission sub-system ATAC/ACI Land-use ISAN Prec Arpmeas Diffuse APAT-2000 Point ARPA-Lazio TREFIC Traffic ATAC/ACI SurfPro wind, T, P, RH Prec, TCC Emission Manager Space, time, species tables V d, K H, K V Emission point and diffuse BOUNDER I.C. B.C. FARM Conc. Dep. fields Air quality meas. Tools MINNI Ancillary files MODEL EVALUATION AIR QUALITY ASSESSMENT Conc. IC/BC sub-system Chemicaltransport sub-system Reports, maps, graphs, Postprocessing sub-system 5

6 Meteorologia scala nazionale scala locale Dominio italiano - MINNI (20 x 20) km 2 Roma (1 x 1) km 2 Dominio regionale - LAZIO (4 x 4) km 2 Concentrazione Inquinanti scala nazionale scala locale Dominio italiano - MINNI (20 x 20) km 2 Roma (1 x 1) km 2 Dominio regionale - LAZIO (4 x 4) km 2 6

7 Road network (6000 links) Forte Attenzione alla definizione del traffico autoveicolare Traffic flows TREFIC Module (Copert III) Time patterns hour Fleet composition EUROx classes (cars, buses, trucks and motorbike) CENTRO REGIONALE DELLA QUALITÀ DELL ARIA Finalità Conoscenza Stato della Q.A. e delle cause che lo determinano (Direttiva 2008/50/CE) Controllo in tempo reale della situazione della QA nella regione Lazio nello spirito e nella lettera della normativa vigente Previsione dell evoluzione a breve/medio termine della Q.A. sul territorio regionale Individuazione e previsione delle cause da cui deriva lo stato della Q.A. Supporto alle azioni dei Decisori Pubblici (Regione, Province e Comuni) nel risanamento e nel contenimento delle situazioni critiche Archivio e disponibilità verso l esterno dei dati storici 7

8 Per poter rendere fruibili a tutti le informazioni e le previsioni relative alla Qualità dell Aria realizzazione Sito Internet di Arpa Lazio totalmente rinnovato nella parte Qualità dell Aria Organizzato in due sezioni distinte : - Sezione documentale - Misure e valutazioni SITO ARIA 8

9 SEZIONE DOCUMENTALE ARCHIVIAZIONE DATI STORICI SISTEMA REGIONALE Misure e valutazioni DOWNLOAD STATO DI FATTO ED ANALISI PREVISIONI Caratteristiche del territorio e struttura della rete di misura SITUAZIONE RECENTE presente SITUAZIONE STORICA passato prossimo passato remoto futuro 9

10 Architettura del Centro Regionale INVENTARIO DELLE EMISSIONI ANALISI E PREVISIONI Reti sinottiche Simulazioni Regionali CARTOGRAFIA REGIONALE Centro regionale RETE DI MONITORAGGIO RETE METEO FISSA MOBILE ARPALAZIO FONTI ESTERNE MISURE E VALUTAZIONI 10

11 1. LE PREVISIONI Questa funzione consente di prevedere, mediante la Catena Modellistica, la distribuzione a 24, 48 e 72 ore sia nello spazio che nel tempo delle principali variabili meteorologiche di interesse (vento, temperatura, pioggia, radiazione, ecc.) sia della concentrazione dei principali inquinanti di interesse (NO 2, SO 2, PM 10, O 3, CO). Gli elementi che consentono il suo funzionamento sono: 1. l analisi e le previsioni a grande scala dei campi meteorologici (US- NOAA); 2. L analisi e le previsioni a grande scala dei campi di concentrazione degli inquinanti trattati dal modello fotochimico (più di un centinaio); 3. Una situazione iniziale in cui siano state assimilate tutte le misure rilevate dalle reti di monitoraggio (qualità dell aria e meteo). PM10 media giornaliera Previsione a 24 ore Previsione a 48 ore Previsione a 72 ore 11

12 STATO ATTUALE DELLO SVILUPPO il sistema è operativo a 24, 48 e 72 ore, si riferisce al territorio della Città di Roma, se ne sta testando la bontà predittiva. Le previsioni attualmente disponibili sono suscettibili di notevoli miglioramenti: - Miglioramento di alcuni dei componenti della Catena Modellistica - Miglioramento delle informazioni sulle caratteristiche disperdenti dell atmosfera nel territorio regionale - Miglioramento della conoscenza delle emissioni (soprattutto quelle da traffico e dalle sorgenti industriali) - Acquisizione di maggiore competenza nella gestione della Catena Modellistica Previsionale SVILUPPI IN CORSO: - Estensione delle previsioni a 1 km al territorio di Frosinone Valle del Sacco - Miglioramento della comprensibilità grafica delle previsioni - Messa a punto di un bollettino giornaliero in cui sintetizzare le previsioni a supporto delle azioni di intervento dei Decisiori Locali (Comuni) - Verifica sistematica della bontà delle previsioni, individuazione delle possibili cause della non attendibilità delle previsioni ed interventi per l eliminazione delle stesse - Aumento della velocità con cui vengono realizzate le previsioni in modo da fornire il bollettino giornaliero con la maggior tempestività possibile. 12

13 SISTEMI SIMILI OPERANTI ALLO STATO ATTUALE DELLE CONOSCENZE: Parigi Oslo Portogallo Atene Emilia Romagna Torino Novara Toronto Haifa Sussex Nord Westfalia Stato di Washington Italia (Progetto Minni) 2. LA SITUAZIONE ATTUALE PIÙ PROBABILE Presentazione dei fenomeni in atto (il giorno corrente). Ciò si realizza: 1. Acquisendo rapidamente (con un ritardo massimo di 3 ore e minimo di 1 ora) le misure di concentrazione della rete di Q.A. (previa l adozione di un opportuna procedura di prevalidazione automatica) e le misure della rete micrometeorologica di Arpa e le altre fonti informative non Arpa disponibili. 2. Utilizzando la Catena Modellistica di Arpa Lazio che opera in continuo inseguimento del fenomeno 3. Assimilando in modo continuo tutte le misure disponibili (meteorologiche e di concentrazione) 13

14 SISTEMA NEAR REAL-TIME Presentazione dei fenomeni in atto (il giorno corrente), realizzando: La Fotografia continua e più probabile dello stato di qualità dell aria regionale e delle cause meteorologiche e micrometeorologiche che lo determinano. Questa funzione consente: 1. di tener sotto controllo, con un ritardo minimo (attualmente 3 ore e successivamente 1 ora), la situazione in atto (la distribuzione spaziale di concentrazione dei vari inquinanti a livello regionale) e le cause meteorologiche e micrometeorologiche che la determinano; 2. di intervenire con tempestività sulla situazione in atto, mediante l adozione tempestiva e documentata di interventi di mitigazione 3. dato che l assimilazione delle misure (concentrazione degli inquinanti e variabili meteorologiche) consente alla Catena Modellistica di tener conto indirettamente ed in prima approssimazione di eventuali variazioni delle emissioni, questa funzione consente di stimare in prima approssimazione, ma immediatamente, l efficacia di azioni di mitigazione. 14

15 3. IL PASSATO PIÙ RECENTE Passato più recente Il giorno precedente a quello corrente per cui sono disponibili le misure validate della concentrazione dei principali inquinanti di interesse. Elemento informativo di riferimento i bollettini sintetici a livello provinciale (emessi dalle Sedi Provinciali di Arpa Lazio) che contengono una sintesi significativa delle misure validate di concentrazione degli inquinanti realizzate il giorno precedente. Per: - una maggior comprensione e - per consentire analisi più approfondite, sono stati predisposti elementi informativi aggiuntivi: 1. I dati numerici di concentrazione dei vari inquinanti vengono raccolti in una forma tale da consentire una valutazione complessiva della situazione regionale; 2. Tali dati vengono spazializzati impiegando la catena Modellistica di Arpa Lazio in cui vengono assimilati tutte le misure rilevate e validate. In questo modo la rete di monitoraggio della Q.A. costituita da un insieme finito di stazioni di misura, viene estesa a tutti i punti del territorio regionale realizzando la valutazione della Q.A. in ogni punto dello stesso; 3. Tali campi si riferiscono alle ultime 24 ore e vengono presentati all utente con un opportuna animazione in modo da evidenziare l evoluzione del fenomeno e le sue ripercussioni nelle diverse parti della regione; 4. Le misure di concentrazione vengono corredate (sia a livello numerico che come campi spaziali e temporali) con opportune informazioni meteorologiche e micrometeorologiche. 15

16 PM 10 media giornaliera NO 2 valore massimo 4. DATI CONSOLIDATI DELL ANNO IN CORSO Il contenuto di questa sezione è essenzialmente costituito dalla raccolta delle varie informazioni storiche riferite all anno in corso (fino a due giorni prima di quello corrente). Per consentire una consultazione semplice ed immediata delle informazioni: 1. alle informazioni numeriche relative alle stazioni di misura (chimiche e meteo) vengono affiancate opportune elaborazioni grafiche che consentono di visualizzare trend temporali e di realizzare confronti tra postazioni e variabili diverse. 2. sono disponibili le distribuzioni spaziali a livello regionale che, con opportune animazioni, consentono di evidenziare all utente la variabilità temporale del fenomeno. Tali distribuzioni sono quelle realizzate dalla Catena Modellistica di Arpa Lazio in cui sono state assimilate le misure rilevate dalle reti (meteo e chimica) presenti sul territorio regionale. 16

17 5. BASE DATI STORICA Disponibilità di: 1. Serie storiche delle concentrazioni dei principali inquinanti rilevati nelle postazioni della rete e nei vari anni, 2. Serie storiche dei dati meteorologici al suolo rilevati nella stazioni della rete automatica della qualità dell aria, 3. Serie storiche dei dati al suolo delle stazioni AM della Regione e dei territori circostanti, 4. Radiosondaggi di Pratica di Mare, 5. Serie storiche delle misure della Rete Micrometeorologica di Arpa Lazio 6. Serie storiche dei dati UV rilevati presso la rete Arpa Lazio CARATTERISTICHE DELLA BASE DATI : 1. Immediata disponibilità per l utente in un formato pronto all uso, 2. Organizzazione prioritariamente per Provincia, 3. Pre-elaborazione annuale, 4. Serie storiche immediatamente utilizzabili per studi modellistici con modelli di dispersione semplificati adatti a studi di impatto. 17

18 SVILUPPI FUTURI Estensione del sistema previsionale all intero dominio regionale con risoluzione inferiore a 4 km; Zoom dell area comprendente la Valle del Sacco; Zoom sul comprensorio di Civitavecchia, Malagrotta e Colleferro; Zoom sugli aeroporti di Roma (Fiumicino e Ciampino); Zoom sull area urbana di Roma. Domain and grids 220 x 600 x 1000 m 3 x = y = 2m z (close to the ground) = 1.5m N 18

19 µg/m 3 GRAZIE PER L ATTENZIONE 19