Il sistema modellistico NINFA per la qualità dell aria
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- Sergio Calo
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1 Il sistema modellistico NINFA per la qualità dell aria Michele Stortini ARPA-SIM
2 Il sistema NINFA Modello di qualità dell aria= modello di chimico e di trasporto + modello meteorologico + moduli di interfaccia Input necessari: campi meteorologici 3D + inventario emissioni + condizioni al contorno + land use NINFA (Northern Italy Network to Forecast Aerosol pollution) è basato sulla versione regionale di Chimere (Bessagnet et al., 2004), è pilotato dal modello meteorologico LAMI (Lokal Model). NINFA è operativo da ottobre 2005 presso ARPA-SIM e fornisce mappe di concentrazione di PM10, O3 and NO2, per il giorno precedente (hindcast) e per le successive 72 ore (previsione). Domino:640*310 km Risoluzione: 10*10 km, 8 livelli (fino a 500 hpa)
3 Input meteo Modello LAMI: Versione italiana del modello non-idrostatico ad area limitata Lokal Modell Risoluzione orizzontale 7 km LAMI gira due volte al giorno ad ARPA-SIM Per la hindcast (analisi del giorno precedente), le valutazioni di QA e le analisi di scenario emissivo vengono usati i campi prodotti dal ciclo di assimilazione ( LAMA ) Le previsioni di LAMI vengono usate come input per le previsioni di NINFA
4 Input meteo Preprocessore meteo: I valori orari di temperatura, vento, pressione, umidità, copertura nuvolosa, flussi superficiali, umidità del suolo vengono forniti a CHIMERE direttamente Il contenuto di vapore acqueo, l altezza di rimescolamento, la velocità di attrito vengono ricalcolati usando schemi parametrici. Alcuni schemi sono stati modificati: - Correzione per aree urbane del minimo di Hmix in funzione della frazione urbana presente - Calcolo del contenuto d acqua delle nubi in funzione della copertura nuvolosa (alta, media, bassa) Nuovi schemi per Hmix e diffusività verticale (in test)
5 Preprocessore emissioni INPUT: Emissioni annuali CTN-ACE sulla griglia di 5*5 km di NOx,NH3,COVNM,SO2,PM10,CO Profili temporali Ripartizione granulometrica PM10 Speciazione COVNM OUTPUT: Emissioni orarie antropogeniche al suolo ed in quota (plume rise) per le specie usate da CHIMERE nel dominio di NINFA (le 199 specie VOCs sono state aggregate nelle 10 specie usate dal meccanismo chimico di CHIMERE) Emissioni orarie biogeniche dipendenti dalle condizioni meteo e dal tipo di vegetazione Emissioni aggiuntive di PM dovute a fenomeni di risospensione/erosione attivi se il suolo è secco e solo per la frazione di landuse diversa da foreste e mare Emissioni annuali NOx [ton/anno] Emissioni orarie NO [mol/(sec*cm2)]
6 Inventario Emissioni CTN-ACE (1): Ripartizione granulometrica del PTS e speciazione chimica Per ciascuna delle attività emissive presenti sono stati ricostruiti i profili di speciazione chimica delle emissioni di COVNM e del particolato e della distribuzione granulometrica del particolato. La speciazione chimica (83 specie) del PM10 è fornita per le frazioni granulometriche fine (0-2.5 µm) e coarse ( µm), (Speciate 3.2 EPA) Profilo di speciazione COVNM (199 specie) per ogni macrosettore (UKNAIE). Ripartizione granulometrica (macrosettore 3) 50% Fine 31% 8% Coarse Speciazione COVNM (macrosettore 1) 2% 17% 7% 50% 34% 1% Alcani Alcheni Alchini Aldeidi Aromatici Chetoni Altre specie
7 Inventario Emissioni CTN-ACE (2): Profili temporali I profili temporali sono distinti in annuale, settimanale e giornaliero per ogni macrosettore e per ogni specie (COVNM, CO, NOX, NH3, SO2, PM10) Le celle sono state suddivise in tre gruppi (pianura, collina, montagna) per poter tenere conto delle emissioni da attività fotosintetica vegetale di quelle legate al riscaldamento domestico Fonti: EPA AP-42, EMEP/CORINAIR Guidebook v3.0, stime prodotte usando temperatura, radiazione solare netta media, dati forniti da associazioni di categoria, altri inventari locali (Provincia di Milano, Regione Lombardia). % emissioni % emissioni 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% 0% Profilo mensile aggregato per bacino - COVNM mese Figura 3: Profili mensili relativi alle emissioni di COVNM aggregati per bacino Profilo orario aggregato per bacino - COVNM BPA MED ora Figura 4: Profili orari relativi alle emissioni di COVNM aggregati per bacino BPA MED
8 Condizioni al contorno Le condizioni al contorno vengono fornite ogni giorno da Prev air
9 Parametri fisiografici (LANDUSE) 42 classi 9 classi 1 coltivazioni 2 prati 3 terra nuda 4 acque interne 5 urbano 6 arbusti, boschi 7 conifere 8 latifoglie 9 mare
10 Il modulo CHIMERE
11 Sequenza temporale procedure NINFA
12 Disseminazione delle simulazioni NINFA ed archiviazione Ogni mattina le previsioni vengono pubblicate sul sito Le simulazioni vengono archiviate da ARPA-SIM
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