L’aerosol carbonioso rappresenta una parte importante della massa totale di aerosol, influenza la salute umana e il clima attraverso i suoi effetti sulle proprietà fisiche e chimiche dell’aerosol, tuttavia la comprensione delle sue fonti atmosferiche e dei suoi processi di rimozione è ancora incompleta. Questo studio mostra lo stato dell’arte della modellazione di aerosol carbonioso in Europa confrontando le simulazioni eseguite con sette modelli di chimica e trasporto (CTM) di uso corrente in Europa: CAMx, CHIMERE, CMAQ, EMEP / MSC-W, LOTOS -EUROS, MINNI e RCGC. Le simulazioni sono state effettuate nell’ambito del progetto EURODELTA III e sono state valutate rispetto ad alcune campagne intensive del programma europeo di monitoraggio e valutazione (EMEP) e del progetto europeo integrato sulle interazioni tra aerosol cloud e qualità dell’aria (EUCAARI).

Le simulazioni sono state eseguite sullo stesso dominio, utilizzando il più possibile gli stessi dati di input e coprendo quattro stagioni: estate (1-30 giugno 2006), inverno (8 gennaio – 4 febbraio 2007), autunno (17 settembre-15 ottobre 2008 ) e primavera (25 febbraio – 26 marzo 2009). Le analisi delle prestazioni dei modelli nella previsione del carbonio elementare (CE) per le quattro stagioni e dei componenti organici di aerosol (OA) nelle ultime due stagioni mostrano che tutti i modelli generalmente sottovalutano le concentrazioni misurate. La sottostima massima della concentrazione di Carbonio Elementare è di circa il 60% e fino a circa l’80% per la materia organica totale (TOM). La sottostima di TOM al di fuori dell’area altamente inquinata è una conseguenza di una sottovalutazione dell’aerosol organico secondario (SOA), in particolare del suo principale contributore: aerosol secondario biogenico (BSOA). Questo risultato è indipendente dall’approccio di modellazione dei SOA utilizzato e dalla stagione. Le concentrazioni e i cicli giornalieri della materia organica primaria totale (TPOM) sono generalmente riprodotti meglio dai modelli poiché utilizzano le stesse emissioni antropogeniche. Tuttavia, la combinazione di emissioni e formulazione del modello porta a sovrastimare le concentrazioni di TPOM nel 2009 per la maggior parte dei modelli.

Tutti i modelli non riproducono accuratamente i cicli giornalieri di SOA nelle stazioni rurali principalmente a causa della risoluzione spaziale utilizzata nelle simulazioni. Per i composti aerosol carbonacei studiati, le differenze tra le concentrazioni simulate dai diversi modelli sono inferiori alle differenze tra le concentrazioni simulate con un modello per diverse stagioni.