ARPA EMILIA ROMAGNA SEZIONE FERRARA RAPPORTO METEO ANNUALE PER LA QUALITÀ DELL'ARIA PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211
a cura di: Arpa Emilia Romagna - sez. Ferrara (dir. Simona Coppi) Servizio Sistemi Ambientali Responsabilità scientifica: Enrica Canossa resp. Servizio Sistemi Ambientali Gruppo di lavoro: Sabina Bellodi, Paola Leuci, M.Rita Mingozzi, Tiziana Pumo, Marco Tosi Area Monitoraggio e Valutazione Aria ha collaborato: Giovanni Bonafè ARPA SIMC Per l immagine di copertina si ringrazia G. Garasto
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 SOMMARIO 1. L INFLUENZA DELLA MICROMETEOROLOGIA...2 2. ANALISI DELLE GRANDEZZE METEOCLIMATICHE...4 2.1. TEMPERATURA...4 2.2. INTENSITÀ E DIREZIONE DEL VENTO...6 2.3. ALTEZZA DI RIMESCOLAMENTO...9 2.4. CLASSI DI STABILITÀ...11 2.5. PRECIPITAZIONI...13 3. CONFRONTO PM1 E METEO...18 4. GIORNI CRITICI...2
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 1. L INFLUENZA DELLA MICROMETEOROLOGIA I parametri meteorologici svolgono un ruolo determinante nell evoluzione dell inquinamento atmosferico. Gli episodi di inquinamento, infatti, sono governati da processi meteorologici che avvengono all interno dello strato di atmosfera direttamente sopra alla superficie terrestre (strato limite o boundary layer) sia a scala regionale che locale. Per quanto riguarda i processi a scala regionale risultano particolarmente rilevanti i fenomeni di stagnazione della massa d aria. Tale fenomeno avviene quando l aria permane per un certo periodo su una determinata regione d origine (oceano, mare, continente o bacino aerologico) e di conseguenza assume caratteristiche tipiche di quella regione (ad es. aria calda e umida oceanica, fredda e secca continentale). Così, ad esempio, l aria che risiede per un certo periodo sull area padana, ricca di industrie, ad intensa attività umana ed elevato traffico si arricchisce di sostanze inquinanti quali ossidi di azoto e composti organici volatili che, oltre a produrre direttamente inquinamento, rappresentano potenziali precursori dell inquinamento da ozono. Relativamente ai processi meteorologici che avvengono a scala locale, questi sono governati dal vento in prossimità della superficie e dalla differenza di temperatura tra il suolo e l aria sovrastante, grandezze che determinano la diluizione o il ristagno degli inquinanti in atmosfera. I più importanti fattori meteorologici che interessano i fenomeni di inquinamento atmosferico sono: Temperatura: sono importanti la sua evoluzione annuale, quella diurna nonché il profilo verticale; Vento orizzontale (velocità e direzione): generato dalla componente geostrofica e modificato dal contributo delle forze d attrito del terreno e da effetti meteorologici locali, come brezze (di monte-valle o marine) o, come nel caso di una città, da circolazioni urbano-rurali; Altezza di rimescolamento: è un indicatore della capacità che ha la troposfera di disperdere gli inquinanti; indica indirettamente il volume all interno del quale gli inquinanti emessi si concentrano; Stabilità atmosferica: è un indicatore della turbolenza atmosferica alla quale si devono i rimescolamenti dell aria e, quindi, il processo di diluizione degli inquinanti; Precipitazioni: è importante il numero di giorni caratterizzati da quantità di pioggia >=5 mm nonché l entità cumulata mensile e annuale; Inversione termica: quota alla quale si verifica che la temperatura, anziché diminuire, aumenta con l aumento dell altezza. Essa determina anche l altezza del PBL (Planetary Boundary Layer), porzione più bassa dell atmosfera che comprende la parte di troposfera nella quale la Rev. Pagina 2 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 struttura del campo anemologico risente dell influenza della superficie terrestre e si estende fino a pochi chilometri di altezza; Movimenti atmosferici verticali: spostamenti di masse d aria in senso verticale che in ambiente urbano sono dovuti principalmente a moti termoconvettivi. Si riportano, di seguito, alcune elaborazioni di dettaglio relative ai seguenti parametri meteorologici: temperatura ( C), velocità del vento (m/s) e direzione (gradi), altezza di rimescolamento (m), classi di stabilità, precipitazioni (mm). Le elaborazioni sono state ottenute a partire dai dati meteo forniti dal Servizio Idro-Meteo- Clima di Arpa - SIMC, utilizzando il preprocessore meteorologico tridimensionale Calmet applicato all area del comune di Ferrara. Il preprocessore Calmet 1, a partire da osservazioni relative ai parametri meteorologici disponibili (stazioni al suolo e radiosondaggi), effettua un interpolazione nello spazio e nel tempo e ricostruisce i campi atmosferici su un grigliato regolare a maglie di 5 Km di lato. I dati dei parametri temperatura, direzione e velocità del vento ottenuti con Calmet relativamente al comune di Ferrara sono confrontati con i dati registrati presso la stazione urbana di Ferrara, installata nel maggio 24 (in via Paradiso n. 12) e gestita anch essa dal Servizio Idro- Meteo-Clima. 1 Il preprocessore meteorologico CALMET (Scire J. S., Insley E. M., Yamartino R. J., Fernau M. E. - semptember 1999: A User s guide for the CALMET Meteorological Model version 5.), viene appositamente implementato presso Arpa- Servizio IdroMeteoClima (Deserti et al., 1999). Il preprocessore, sulla base delle variabili puntuali misurate nelle stazioni meteorologiche e delle caratteristiche della superficie, quali ad esempio orografia, uso del suolo, rugosità ricostruisce il campo tridimensionale di vento e temperatura ed il campo bidimensionale di grandezze caratteristiche dello strato limite planetario (altezza di rimescolamento, classi di stabilità) e della turbolenza (lunghezza di Monin-Obukhov, velocità di attrito, velocità convettiva di scala). Rev. Pagina 3 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 2. ANALISI DELLE GRANDEZZE METEOCLIMATICHE 2.1. Temperatura Il confronto con gli anni precedenti evidenzia per il periodo invernale temperature più miti nel mese di dicembre, mentre i mesi di gennaio e febbraio hanno registrato valori che rispecchiano l andamento medio degli ultimi quattro anni. Anche la stagione primaverile 211 è stata più mite rispetto agli ultimi tre anni, con valori medi mensili più alti da marzo a giugno. Per quanto riguarda il periodo estivo 211, si osserva per il mese di giugno un valore mensile che rispecchia l andamento medio degli ultimi cinque anni, per il mese di luglio un valore inferiore, mentre i mesi di agosto e di settembre sono stati in assoluto i mesi più caldi con temperature medie superiori a quelle degli ultimi cinque anni. Dopo un ottobre relativamente mite e paragonabile a quello dell anno 29, il mese di novembre 211 ha registrato temperature più basse rispetto agli ultimi quattro anni. Rev. Pagina 4 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Comune di Ferrara Andamento delle temperature medie mensili - 27-211 3. 27 28 29 21 211 25. 2. C 15. 1. 5.. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Andamento delle temperature medie mensili Confronto dati Calmet e staz. urbana Arpa-SIMC Andamento delle temperature medie mensili in tre postazioni della provincia 3 Calmet 211 3 Staz.Urbana di Ferrara Staz.Malborghetto di Boara staz.camse-argenta 25 Staz.Urbana 211 25 2 2 C C 15 15 1 1 5 5 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Rev. Pagina 5 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Le temperature registrate presso la stazione urbana sono quasi esattamente sovrapponibili a quelle calcolate dal preprocessore Calmet: per tutto il corso dell anno le temperature misurate nella stazione urbana risultano superiori, rispetto a quelle calcolate da Calmet, al massimo di +1.4 C. Le temperature nel centro urbano di Ferrara sono costantemente superiori a quelle rilevate nelle stazioni extraurbane di Malborghetto di Boara e di Argenta. Tale comportamento è dovuto all effetto dell isola di calore 2 che si sviluppa nei centri urbani. La temperatura media annua del 211 calcolata presso la stazione urbana di via Paradiso è stata di circa 15 C contro i circa 14 C di Malborghetto di Boara e Argenta. 2.2. Intensità e direzione del vento Comune di Ferrara Media mensile dell intensità del vento a 1m Anni 27-211 dati Calmet Comune di Ferrara Media mensile dell intensità del vento a 1m Anni 27-211 Stazione Urbana di Ferrara 4. 27 28 29 21 211 4. 27 28 29 21 211 3.5 3.5 3. 3. 2.5 2.5 m/s 2. m/s 2. 1.5 1.5 1. 1..5.5. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi. gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi La rappresentazione delle intensità medie mensili del vento per il comune di Ferrara, sia quelle stimate da Calmet nel corso degli ultimi 5 anni che quelle registrate dalla stazione urbana, evidenzia valori molto bassi, pressoché sempre inferiori a 2.5 m/s. 2 Isola di calore: progressivo surriscaldamento della bolla di aria calda che grava in continuazione al di sopra dei centri urbani. La cappa d aria surriscaldata, di non più di 2-3 metri di spessore, costituisce una vera e propria isola più calda rispetto al circostante ambiente rurale. Tale surplus di calore attenua i rigori invernali ma nelle soleggiate e calde giornate estive trasforma le città delle medio-basse latitudini in una sorta di fornace. L isola di calore trae origine dal particolare tessuto urbano, costituito in prevalenza da asfalto, calcestruzzo, mattoni e cemento, ovvero materiali che, rispetto alla copertura vegetale della campagna, assorbono in media il 1% in più di energia solare. Il surplus di calore solare immagazzinato dai manufatti cittadini viene poi riemesso per irraggiamento, ovvero sotto forma di energia nell infrarosso, con conseguente surriscaldamento dell aria che sovrasta la città. All isola di calore dà un rilevante contributo anche il tipico assetto geometrico delle città, con strade relativamente strette rispetto alle dimensioni verticali degli edifici. Rev. Pagina 6 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Come ben noto, il comune di Ferrara non è caratterizzato da una forte intensità dei venti. In particolar modo, l analisi dei dati registrati dalla stazione urbana per l anno 211 evidenzia che si è verificata solo 1 giornata (il 1 marzo) con velocità media superiore ai 5 m/s, solo 43 giorni con velocità media superiore ai 3 m/s, 198 giorni con velocità superiore ai 2 m/s contro 167 giorni (46%) con velocità inferiore o uguale ai 2 m/s (elaborazioni relative ai dati della stazione urbana). Gli episodi lievemente più intensi si sono verificati soprattutto nel mese di marzo e poi, equamente nei mesi da aprile a dicembre. Dati Calmet anno 211 Ferrara: Rosa dei venti, anno 211 Dati stazione Urbana anno 211 32 31 3 33 34 35 1 8 7 6 5 4 2 3 4 5 6 33 32 31 3 34 35 1 8 7 6 5 4 2 3 4 5 6 29 28 27 3 2 1 7 8 9 29 28 27 3 2 1 7 8 9 26 1 26 1 25 11 25 11 24 12 24 12 23 22 21 2 19 18 17 3 1.5 6 3.1 1 5.1 16 8.2 13 14 15 16 (knots) Wind speed (m/s) 23 22 21 2 19 18 17 3 1.5 6 3.1 1 5.1 16 8.2 13 14 15 16 (knots) Wind speed (m/s) Le rose dei venti qui rappresentate sono state realizzate con il modello ADMS-URBAN 3 a partire da dati orari di velocità e direzione del vento. Il modello ADMS usato per l elaborazione della rosa dei venti considera come calme i valori di velocità del vento minori o uguali a.75 m/s. Osservando le rose dei venti, si nota come i venti durante l anno provengano in prevalenza da ovest e ovest-nordovest e, generalmente più intensi, da nordest. 3 ADMS URBAN (versione 2..4., sviluppato dalla Cambridge Environmental Research Consultants - UK) è un modello analitico stazionario, eseguibile su PC, della dispersione in atmosfera di sostanze inquinanti rilasciate nelle aree urbane da differenti tipologie di sorgenti (puntuali, lineari, di aree e di volumi). Rev. Pagina 7 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Distinguendo le stagioni, a Ferrara in inverno e in autunno prevalgono i venti da ovest e da nordest, mentre in primavera e in estate predominano i venti provenienti dai quadranti orientali. Ferrara: Rosa dei venti, stagioni anno 211 dati Calmet Inverno: gennaio, febbraio, marzo Primavera: aprile, maggio, giugno 35 1 35 1 34 2 2 34 2 2 33 3 33 3 32 4 32 4 16 15 31 5 31 5 12 3 6 3 6 1 29 7 29 8 7 28 5 8 28 4 8 27 9 27 9 26 1 26 1 25 11 25 11 24 12 24 12 23 13 23 13 22 21 2 19 18 17 3 1.5 6 3.1 1 5.1 16 8.2 14 15 16 (knots) Wind speed (m/s) Estate: luglio, agosto, settembre 35 1 34 2 2 33 3 32 4 16 31 5 12 3 6 22 21 2 19 18 17 3 1.5 6 3.1 1 5.1 16 8.2 14 15 16 (knots) Wind speed (m/s) Autunno: ottobre, novembre, dicembre 35 1 34 25 2 33 3 32 4 2 31 5 15 3 6 29 8 7 29 1 7 28 4 8 28 5 8 27 9 27 9 26 1 26 1 25 11 25 11 24 12 24 12 23 13 23 13 22 14 22 14 21 2 19 3 18 17 6 1 16 15 16 (knots) 21 2 19 3 18 17 6 1 16 15 16 (knots) Wind speed Wind speed 1.5 3.1 5.1 8.2 (m/s) 1.5 3.1 5.1 8.2 (m/s) Rev. Pagina 8 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 2.3. Altezza di rimescolamento Nei mesi invernali lo strato di rimescolamento presenta i valori più bassi dell anno, causa il modesto irraggiamento solare, l alta umidità relativa, la presenza di nebbie e la bassa temperatura. La riduzione dello strato di rimescolamento è uno stato che favorisce alte concentrazioni d'inquinanti. Inversamente, nel periodo estivo, le alte temperature diurne e l irraggiamento solare favoriscono l aumento dello strato di rimescolamento e quindi, in casi di tempo stabile, si ha una maggiore diluizione degli inquinanti rispetto ad altri periodi dell anno. Media mensile dell altezza di rimescolamento, comune di Ferrara dati Calmet, anni 27-211 16 14 27 28 29 21 211 12 1 metri 8 6 4 2 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi Di seguito si riportano il giorno tipo annuale dell andamento nelle 24 ore dell altezza di rimescolamento (Hmix) a confronto con i giorni tipo calcolati per le due stagioni di riferimento: inverno ed estate. Rev. Pagina 9 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Quando lo strato di rimescolamento si riduce a zero si ha l inversione termica al suolo, situazione nella quale gli inquinanti primari non possono diffondere nell atmosfera e, quindi, persistono al suolo in concentrazioni elevate. A partire dalla primavera si assiste ad un aumento del ricambio d aria che evolve in una situazione estiva, dove si raggiungono i 2 m grazie all accentuarsi dei moti convettivi causati dalle più alte temperature. A partire dall autunno la situazione comincia a peggiorare poiché hmix media scende al di sotto dei 14-12 m, generando condizioni favorevoli al ristagno di inquinanti e in inverno le altezze di rimescolamento tipiche sono molto al di sotto degli 8 1 m. metri 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Ferrara: Hmix - giorno tipo anno 211 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 ore metri 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Ferrara: Hmix - giorno tipo periodo dicembre, gennaio, febbraio - 211 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 ore metri 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Ferrara: Hmix - giorno tipo periodo giugno, luglio, agosto - 211 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 ore Rev. Pagina 1 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 2.4. Classi di Stabilità Di seguito si riportano le frequenze delle classi di stabilità stimate da Calmet per il comune di Ferrara per i 12 mesi dell anno 211. % Ferrara: Classi di Stabilita - Frequenze mensili, anno 211 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Classe F+G 185 27 222 284 258 225 247 37 38 32 246 362 Classe E 38 3 39 13 2 24 19 3 28 36 45 28 Classe D 444 211 28 11 72 116 98 67 88 15 272 24 Classe C 68 113 86 154 126 161 156 13 122 128 123 121 Classe B 9 39 114 156 225 116 172 25 166 17 34 28 Classe A 3 3 43 54 52 32 8 3 La percentuale relativa al numero di casi di ogni singola classe di stabilità è stata calcolata sul numero totale dei dati validi per l anno corrente. Dai grafici si osserva la distribuzione in termini percentuali delle classi nei vari mesi: la classe D (neutralità) è quella prevalente nella stagione invernale, mentre le classi F+G (forte stabilità) sono comunque sempre fortemente presenti in tutti i mesi. La classe A è presente solo nel periodo estivo ed è più frequente nei mesi di maggio, giugno e luglio, mentre la classe B si estende ai mesi da aprile a settembre. La classe C è distribuita abbastanza omogeneamente in tutti i mesi dell anno. Come si evince dalla tabella sottostante, nel 211 si è assistito ad una lieve riduzione nel numero di casi di classe di stabilità D, classe di neutralità (specie nei mesi primaverili e da ottobre a dicembre) a favore delle classe B ed F+G (quest ultima contribuisce a fenomeni di ristagno delle masse di aria senza possibilità di diffusione degli inquinanti). Rev. Pagina 11 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Anno Percentuali Classi di stabilità Comune di Ferrara % Classe A % Classe B % Classe C % Classe D % Classe E % Classe F+G 23 4% 15% 14% 26% 5% 35% 24 3% 14% 16% 29% 4% 34% 25 2% 14% 16% 28% 5% 36% 26 4% 16% 16% 22% 4% 38% 27 2% 15% 16% 25% 4% 38% 28 2% 14% 16% 28% 5% 35% 29 2% 14% 15% 31% 4% 34% 21 2% 13% 16% 31% 5% 33% 211 2% 16% 17% 24% 4% 37% Dal seguente grafico relativo alla frequenza percentuale delle classi di stabilità atmosferica nelle 24 ore del giorno-tipo calcolato sull intero anno, si osserva la presenza della classe F+G nelle prime ore della giornata, dalle ore 1 sino alle ore 7, e nelle ore della sera, dalle 17 in poi. Ferrara: Giorno tipo della distribuzione delle classi di stabilità, anno 211 1% 9% 8% 7% 6% % 5% 4% 3% 2% 1% % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 Classe F+G 268 269 283 281 169 68 39 14 8 124 24 276 28 272 276 268 Classe E 32 31 18 31 18 1 5 1 8 14 23 3 25 27 2 3 Classe D 61 61 6 49 64 113 113 111 115 16 96 97 92 92 11 16 118 169 88 55 56 62 65 62 Classe C 11 131 12 116 87 79 71 7 74 95 117 185 133 54 46 Classe B 39 84 127 146 165 137 134 156 166 14 55 22 Classe A 7 13 11 57 6 39 8 3 Il numero di casi della classe F+G e la sua distribuzione nei due periodi della giornata sopra descritti cambia a seconda della stagione. Se si osservano le elaborazioni del giorno tipo invernale ed estivo si nota che in inverno, a causa delle temperature più basse che contribuiscono al mantenimento della condizione di inversione termica, la classe F+G risulta presente per un numero maggiore di ore, mentre in estate, grazie a temperature più elevate che dissolvono prima il fenomeno di inversione termica venuto a crearsi durante la notte, la classe F+G rimane vincolata alle primissime ore della giornata e scompare a partire dalle 5 del mattino, mentre la sera comincia a insediarsi a partire da un ora più tarda (dalle 2 circa). Rev. Pagina 12 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 L analisi degli andamenti nelle due stagioni permette inoltre di evidenziare la maggiore presenza della classe D nelle giornate invernali, mentre in estate la classe A è specifica delle ore più soleggiate e calde (ore 11-13). % Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo dicembre, gennaio, febbraio, 211 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Classi di Stabilità: Frequenze giorno tipo, periodo giugno, luglio, agosto, anno 211 1% 8% 6% 4% 2% % Classe F+G 49 47 52 51 55 43 37 14 49 5 53 53 53 51 5 48 Classe E 7 8 8 12 8 5 5 1 2 4 5 7 7 6 5 6 Classe D 31 32 27 24 24 39 36 49 56 45 43 44 43 4 44 41 3 33 29 27 27 3 32 32 Classe C 9 38 26 31 32 29 31 34 35 31 6 Classe B 5 11 12 14 13 13 8 Classe A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 Classe F+G 79 83 88 87 7 24 81 84 82 84 8 Classe E 8 5 2 3 7 4 5 5 7 Classe D 4 3 1 1 11 11 12 12 12 14 6 8 6 16 16 15 17 68 32 3 3 4 2 4 Classe C 73 61 37 18 12 1 11 9 1 14 16 57 61 23 35 Classe B 19 42 57 59 61 34 3 45 58 56 19 13 Classe A 4 8 6 4 44 3 3 3 2.5. Precipitazioni Il 211 con un totale annuo di 353 mm di pioggia, è stato l anno più siccitoso degli ultimi 6 anni (si veda a tal proposito il sito http://www.arpa.emr.it/sim/?idrologia/annali_idrologici in cui sono reperibili gli annali idrologici contenenti misure e osservazioni a livello di bacino della Regione Emilia Romagna). Trend precipitazioni totali annue (mm) - Ferrara 1 mm 9 8 7 6 5 4 3 2 1 25 26 27 28 29 21 211 precipitazione Tot/anno (mm) 666 439 39 689 59 813 353 Rev. Pagina 13 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Anche l analisi dell andamento mensile delle precipitazioni dell anno 211 a confronto con gli ultimi 3 anni, evidenzia una condizione di siccità distribuita nei vari mesi con precipitazioni cumulate mensili molto al di sotto di quanto si era registrato negli anni precedenti. Precipitazione cumulata mensile - stazione urbana di Ferrara, anno 211 2 18 28 29 21 211 16 precipitazione cumulata (mm) 14 12 1 8 6 4 2 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic mesi I mesi relativamente più piovosi sono stati marzo e giugno. Comunque rispetto all anno 21, i mesi della stagione primaverile sono risultati molto più siccitosi. Dal mese di agosto 211, in cui non si sono verificate precipitazioni, si è assistito ad un periodo molto secco con scarse precipitazioni sia in autunno che in inverno. Complessivamente nel 211 si sono registrati solamente 25 giornate con precipitazione cumulata superiore ai 5 mm 4, contro i 53 giorni dell anno 21, i 36 del 29 e i 43 del 28. Di seguito, relativamente alla stazione urbana di Ferrara, si riportano i grafici degli andamenti annuali dei seguenti parametri: precipitazione cumulata giornaliera (mm), intensità media giornaliera del vento (m/s), temperatura massima giornaliera ( C), altezza di rimescolamento massima giornaliera (m) calcolata a partire dai dati orari di altezza di rimescolamento ottenuti da Calmet. 4 Alcune indagini, ancora preliminari, suggeriscono che le precipitazioni inizino ad operare una qualche rimozione degli inquinanti atmosferici al di sopra dei 5 mm al giorno. Tale rimozione dipende però fortemente sia dal tipo di inquinante che dalla intensità del fenomeno meteorologico (pioggia prolungata o meno, intensa o meno). Le precipitazioni superiori ai 5 mm al giorno si possono quindi considerare di una qualche efficacia nella rimozione degli inquinanti atmosferici. Rev. Pagina 14 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Si sottolinea che l analisi della temperatura massima giornaliera è significativa solo nei mesi più caldi; al riguardo si osservano picchi superiori ai 3 C nei mesi estivi da giugno ad agosto e nel mese di settembre, che per l anno 211 ha fatto registrare valori di temperatura al di sopra della media. Si nota che in corrispondenza di giornate interessate da elevate temperature massime si registrano elevati valori di altezza di rimescolamento massimo e assenza di precipitazioni. Per quanto riguarda il parametro vento, si osservano condizioni di scarsa intensità del vento, con valori di velocità media giornaliera sempre inferiori ai 5 m/s: si registrano solo 6 giornate con velocità medie superiori ai 4 m/s (21, 22 e 28 gennaio, 1 e 2 marzo, 17 dicembre), quasi sempre in concomitanza a situazioni di brutto tempo accompagnato da precipitazioni o aumento di altezza di rimescolamento. Dai grafici si nota anche la riduzione dell altezza di rimescolamento che si registra nei mesi invernali e in particolare nelle giornate interessate da precipitazioni. Precipitazione cumulata giornaliera, vento medio, altezza di rimescolamento massima e temperatura massima giornaliera di Ferrara, anno 211 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 35 3 25 2 15 1 5 1-gen 8-gen 15-gen 22-gen 29-gen 5-feb 12-feb 19-feb 26-feb 5-mar 12-mar 19-mar pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 26-mar 18 16 14 12 1 8 6 4 2 h mix massima giornaliera (m) Rev. Pagina 15 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 35 3 25 2 15 1 5 18 16 14 12 1 8 6 4 2 h mix massima giornaliera (m) 1-apr 8-apr 15-apr 22-apr 29-apr 6-mag 13-mag 2-mag 27-mag 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 35 3 25 2 15 1 5 1-giu 8-giu 15-giu 22-giu 29-giu 6-lug 13-lug 2-lug pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 27-lug 18 16 14 12 1 8 6 4 2 h mix massima giornaliera (m) Rev. Pagina 16 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 35 3 25 2 15 1 5 18 16 14 12 1 8 6 4 2 h mix massima giornaliera (m) 1-ago 8-ago 15-ago 22-ago 29-ago 5-set 12-set 19-set 26-set 4 temperatura massima giornaliera ( C) hmix massima giornaliera pioggia cumulata giornaliera (mm) vento medio (m/s) 2 35 3 25 2 15 1 5 1-ott 8-ott 15-ott 22-ott 29-ott 5-nov 12-nov 19-nov 26-nov 3-dic 1-dic 17-dic 24-dic pioggia cumulata giornaliera (mm) - vento medio (m/s) 31-dic 18 16 14 12 1 8 6 4 2 h mix massima giornaliera (m) Rev. Pagina 17 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 3. CONFRONTO PM1 E METEO Nei grafici seguenti, relativi ai 4 trimestri dell anno 211, sono riportati gli andamenti giornalieri del PM1 confrontati con due grandezze meteo potenzialmente influenti sulla concentrazione dell inquinante: precipitazioni e ventosità. La ventosità, come già detto in precedenza è stata bassa in tutti i mesi e anche le precipitazioni sono state scarse e concentrate perlopiù in alcune giornate (16 e 28 febbraio, 16 marzo, 4 e 15 maggio, 6-1 giugno, 19 e 24 luglio, 4 settembre e 2 ottobre) in cui si sono registrate precipitazioni cumulate superiori ai 1 mm. L effetto di dilavamento della pioggia si osserva in particolare nei giorni 16 febbraio, 2 e 3 marzo, 16 e 17 marzo, 4 e 5 settembre, nelle giornate 2, 21 e 22 ottobre, 7 e 8 novembre. Complessivamente la situazione meteo ha contribuito a determinare condizioni favorevoli all accumulo dell inquinante. PM1 a confronto con precipitazione cumulata giornaliera e vento medio Ferrara, anno 211 2 pioggia PM1-C.Isonzo velocità vento 12 18 16 1 mm pioggia-vel.vento m/s 14 12 1 8 6 8 6 4 microg/m3 4 2 2 1/1 8/1 15/1 22/1 29/1 5/2 12/2 19/2 26/2 4/3 11/3 18/3 25/3 Rev. Pagina 18 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 2 18 16 pioggia PM1-C.Isonzo velocità vento 12 1 mm pioggia_vel.vento m/s 14 12 1 8 6 8 6 4 microg/m3 4 2 2 1/4 8/4 15/4 22/4 29/4 6/5 13/5 2/5 27/5 3/6 1/6 17/6 24/6 2 18 16 pioggia PM1-C.Isonzo velocità vento 12 1 mm pioggia-vel.vento m/s 14 12 1 8 6 8 6 4 microg/m3 4 2 2 1/7 8/7 15/7 22/7 29/7 5/8 12/8 19/8 26/8 2/9 9/9 16/9 23/9 3/9 2 18 16 pioggia PM1-C.Isonzo velocità vento 12 1 mm pioggia-vel.vento m/s 14 12 1 8 6 8 6 4 microg/m3 4 2 2 1/1 8/1 15/1 22/1 29/1 5/11 12/11 19/11 26/11 3/12 1/12 17/12 24/12 31/12 Rev. Pagina 19 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 4. GIORNI CRITICI Di seguito sono riportati alcuni dati meteorologici utili a valutare il numero di giorni critici, ovvero favorevoli all accumulo per PM1 e alla formazione di Ozono, per ogni mese dell anno per la città urbana di Ferrara. Per giornate favorevoli all accumulo di PM1 si intendono quei giorni in cui l indebolirsi della turbolenza nei bassi strati dell atmosfera determina condizioni di stagnazione. Segnatamente si tratta di giorni in cui si verificano contemporaneamente due condizioni: l indice di ventilazione (definito come il prodotto fra altezza media dello strato rimescolato e intensità media del vento) è inferiore a 8 m 2 /s; le precipitazioni sono assenti. L indice è stato messo a punto dal SIMC Servizio Idro-Meteo-Clima di ARPA, che ha selezionato le soglie applicando il metodo statistico degli alberi di classificazione, calibrato con i valori di PM1 misurati. Si noti che l indicatore non tiene conto della direzione del vento e potrebbe perciò rivelarsi poco significativo sulla fascia costiera o in presenza di fonti emissive puntuali, condizioni in cui la direzione del vento incide particolarmente sull accumulo o la dispersione degli inquinanti. Numero di giorni favorevoli all accumulo di PM1 - confronto 211 con anni precedenti - Ferrara 3 21-21 (Min, Media, Max) 211 25 Num.giorni favorevoli all'accumulo di PM1 2 15 1 5 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Rev. Pagina 2 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Nel 211 i mesi invernali di gennaio e in particolare in novembre e dicembre hanno registrato un numero di giorni favorevoli all accumulo delle polveri superiore al numero di giorni medio calcolato sull ultimo decennio. Tale situazione viene confermata anche dal maggior numero di superamenti del valore limite registrati a Corso Isonzo nei mesi di novembre e dicembre dell anno 211 a confronto con gli ultimi 5 anni e dall andamento delle concentrazioni medie mensili. Anche il mese di febbraio 211 è stato più favorevole all accumulo di PM1 rispetto agli ultimi 2 anni e ciò trova riscontro nel numero di superamenti e nella concentrazioni medie mensili. PM1 - Corso Isonzo Num. superamenti valore limite giornaliero 5 g/m 3 Concentrazioni medie mensili in g/m 3 25 8 N.superamenti PM1 del limite 5 microg/m3 2 15 1 5 Conrso Isonzo - PM1 in microg/m3 7 6 5 4 3 2 1 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 27 21 22 12 3 2 9 11 17 28 1 18 3 2 16 11 12 2 29 14 1 6 5 8 13 1 21 18 9 11 5 4 12 211 11 16 3 1 7 14 2 27 63 68 42 38 27 27 23 25 27 42 5 6 28 49 62 33 28 25 26 25 24 3 58 42 41 29 54 47 38 28 29 22 23 24 35 39 48 45 21 55 47 46 28 22 22 25 21 23 36 32 48 211 46 64 36 31 23 21 19 25 32 35 51 63 Se si analizzano i totali annui dei giorni critici e del numero dei superamenti del valore limite di 5 g/m 3, si evidenzia una situazione decisamente più sfavorevole per l anno 211 rispetto agli ultimi tre anni. Numero giorni critici per l accumulo di PM1 per anno - Ferrara Totale n.gg.critici PM1 per anno 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 175 178 18 124 118 155 123 116 96 17 127 PM1 - Corso Isonzo - Numero di superamenti del valore limite giornaliero di 5 g/m 3 per anno Totale n.superamenti PM1 Corso Isonzo per anno 25 26 27 28 29 21 211 74 85 97 74 66 59 72 Rev. Pagina 21 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 Si intendono favorevoli alla formazione di ozono" le giornate in cui la temperatura massima è maggiore di 29 C: i mesi estivi di giugno, luglio e agosto sono da considerarsi mesi critici per l inquinante in esame in quanto caratterizzati da una radiazione solare globale più intensa, da un numero maggiore di ore di insolazione diurna e da temperature elevate. Si tratta di un indicatore molto semplice, anch esso elaborato dal Servizio Idro Meteo Clima di ARPA, che non esaurisce certo la complessità delle interazioni tra meteorologia, chimica e trasporto dell ozono, ma che si pone l obiettivo di valutare la criticità del semestre estivo dal punto di vista meteorologico rispetto alla formazione di ozono nei bassi strati dell atmosfera. Rispetto agli anni precedenti, il mese di agosto 211 è stato decisamente più favorevole alla formazione di ozono, e anche i mesi di settembre e ottobre, che sono stati molto miti, hanno registrato un maggiore numero di giorni favorevoli alla formazione di ozono rispetto alla media degli ultimi 1 anni. Tale situazione trova riscontro nel numero dei superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) registrati per i mesi di agosto, luglio, maggio e settembre, nelle varie postazioni della Rete di Monitoraggio della Qualità dell aria della Provincia di Ferrara. Numero di giorni favorevoli alla formazione di ozono - confronto 211 con anni precedenti Ferrara 35 21-21 (Min, Media, Max) 211 3 Num.giorni favorevoli alla formazione di Ozono 25 2 15 1 5 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic Rev. Pagina 22 di 23
PROVINCIA DI FERRARA - DATI 211 O3 - Numero di superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) per mese 25 N. superamenti del valore obiettivo per la protezione della salute umana 2 15 1 5 apr mag giu lug ago set ott Villa Fulvia 7 13 6 14 18 9 2 Mizzana 4 13 7 13 17 8 Cento 8 2 11 17 2 11 1 Ostellato 4 17 8 14 15 13 Gherardi 2 12 6 15 15 11 2 Se si analizzano i totali annui dei giorni critici, anche per l ozono come per il PM1, si riscontra una situazione decisamente più sfavorevole per l anno 211 rispetto agli ultimi anni. Analoga osservazione può essere espressa relativamente al numero totale di superamenti annuali del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ). Numero giorni critici alla formazione di Ozono per anno - Ferrara Totale n.gg.critici O3 per anno 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 51 43 87 59 43 58 67 79 73 54 77 O3 - Numero di superamenti del valore obiettivo per la salute umana (12 g/nm 3 ) per anno 27 28 29 21 211 Villa Fulvia 36 27 69 Mizzana 16 6 71 37 62 Cento 41 88 Ostellato 68 33 71 Gherardi 58 35 71 36 63 Rev. Pagina 23 di 23