L’inquinamento fotochimico, in particolare da ozono, costituisce tuttora un problema critico sia in termini d’episodi acuti che in termini d’esposizione su lungo periodo ed è in grado di indurre effetti nocivi sia sulla salute umana che sugli ecosistemi naturali. Esso può inoltre svolgere un ruolo importante nella formazione di alcuni composti direttamente coinvolti anche nello sviluppo dell’inquinamento da polveri fini (si pensi ad esempio all’acido nitrico), ulteriore problema di notevole attualità e criticità. L’analisi delle concentrazioni d’ozono misurate durante l’estate 2002 in Europa (Fiala et al., 2002) conferma la pericolosità di tale fenomeno per diversi paesi europei e per l’Italia in particolare. Nel nostro paese, infatti, si sono registrati 52 giorni di superamento (per almeno un’ora) della soglia d’attenzione (pari a 90 [ppb] – D.M. 16.5.96), che rappresentano uno dei casi peggiori in Europa. I superamenti hanno riguardato oltre il 50 % delle stazioni di misura. Inoltre, l’Italia è stata una delle tre sole nazioni in cui si è rilevato un superamento della soglia d’allarme (188 [ppb] a Meda, in Lombardia). L’analisi della distribuzione spaziale delle eccedenze ha messo in luce che la maggiore persistenza del fenomeno si concentra in pianura padana ed in parte dell’Italia centrale. I trend relativi agli ultimi sei anni sembrano evidenziare una lieve diminuzione delle concentrazioni massime cui corrisponde, però, un aumento dei valori medi. La diminuzione dell’intensità degli episodi potrebbe essere legata alla riduzione delle emissioni di precursori su scala locale e regionale, mentre l’aumento delle concentrazioni medie, e quindi dell’esposizione su lungo periodo, potrebbe dipendere dalla crescita dell’ozono su scala intercontinentale dovuta all’incremento globale d’emissioni di metano, monossido di carbonio e ossidi d’azoto (Fiala et al., 2002). Queste ultime considerazioni sarebbero confermate, sempre a livello preliminare, anche da altri studi a carattere modellistico di valutazione dell’evoluzione futura delle concentrazioni d’ozono su scala globale e delle loro ricadute a scala locale (EMEP, 2001). Ulteriori studi (Hogrefe et al., 2001) sottolineano l’importanza d’approntare strumenti in grado di valutare lo smog fotochimico sul lungo periodo, sia per una migliore comprensione delle dinamiche del fenomeno, ma anche per una più robusta valutazione di eventuali politiche d’intervento. Le analisi e gli studi condotti mettono quindi in evidenza che lo smog fotochimico si configura sempre più come un problema di larga scala. Conseguentemente anche la sua risoluzione richiede la definizione di politiche d’intervento adeguate e non limitate alle sole scale locali o urbane dove, generalmente, il fenomeno si manifesta con maggiore criticità, ma dove non può essere confinato l’intervento. Risulta chiaro che le politiche di larga scala (da regionale a sovranazionale) coinvolgono le attività antropiche nel loro complesso e non solo i settori di attività direttamente interessati al fenomeno in quanto sorgenti dei principali precursori. E’ altrettanto evidente che il fattore energetico riveste un ruolo chiave poiché può influenzare notevolmente le caratteristiche di tutti i settori di attività. In quest’ottica, quindi, anche il

settore elettrico può giocare un ruolo significativo sia perché rappresenta una sorgente diretta di emissione (di ossidi d’azoto nella fase di produzione di energia), ma anche che per l’influenza indiretta che può avere su altre sorgenti in funzione delle politiche di diffusione di tecnologie elettriche. In particolare, per quanto riguarda lo studio della problematica sul lungo periodo e su adeguate scale spaziali, è da tempo oggetto della discussione scientifica il tentativo di definire indicatori quantitativi e metodologie che permettano di descrivere in modo significativo e sintetico l’intensità ed i livelli di criticità dell’esposizione allo smog fotochimico della popolazione e della vegetazione su ampie porzioni di territorio. Tali valutazioni sono alquanto difficoltose da realizzare sulla base delle sole misure in modo omogeneo su aree estese (es regioni o nazioni). Ciò a causa della scarsità delle stazioni disponibili, per la maggior parte concentrate in ambito urbano (come noto, invece, l’inquinamento da ozono può riguardare anche aree rurali e/o remote). Come suggerito anche dalle recenti normative, per sopperire all’insufficiente rappresentatività spaziale del dato misurato è possibile fare uso di strumenti modellistici. Nell’ambito del programma EMEP, ad esempio, da alcuni anni si effettuano simulazioni di lungo periodo sull’intera Europa. In particolare, tali valutazioni sono realizzate attraverso applicazioni di un modello a traiettorie (scala spaziale 150 km) e di un modello euleriano (scala spaziale 50 km), con risoluzione temporale pari a 6 ore. Occorre sottolineare che tale scelta (inevitabile, dovendo operare su scala europea) potrebbe però risultare critica per il territorio italiano, e per il Nord Italia in particolare, caratterizzato da una situazione orografica, meteorologica ed emissiva particolarmente complessa. Alla luce di queste considerazioni si è deciso d’effettuare uno studio modellistico sull’area lombarda, per la valutazione d’indicatori di lungo periodo da esposizione da ozono. Più dettagliatamente, lo studio ha visto l’applicazione di un sistema modellistico, basato sul codice euleriano STEM-FCM, su un’area comprendente la Regione Lombardia (240 x 240 km 2 circa, risoluzione spaziale 4 km, risoluzione temporale pari ad 1 ora) per il semestre estivo 1996. La scelta è stata motivata dalla particolare criticità per l’inquinamento fotochimico di quell’anno (de Leeuw et al., 1998) e dalla conseguente disponibilità di un cospicuo dataset di input. Si osservi inoltre che la metodologia sviluppata e la sua applicazione sono state finalizzate allo studio dell’ozono, ma rappresentano anche un eccellente punto di partenza per successivi studi sulla problematica dell’inquinamento da particolato, che in questi anni si sta rivelando sempre più critica. Anche quest’ultimo problema presenta evidenti relazioni con il settore energetico (si pensi al problema delle polveri da riscaldamento o alla formazione di nitrati e solfati dall’ossidazione dei prodotti di combustione). Il presente rapporto, in particolare, illustra i risultati e le attività svolte nel corso dell’anno 2002 a completamento ed approfondimento dello studio riportato nel rapporto CESI "Valutazione modellistica di lungo periodo dello smog fotochimico sull’area lombarda" (CESI, 2001). L’attività condotta nell’anno 2001 si era articolata in diverse fasi: − Messa a punto della struttura modellistica − Analisi dei dati e delle misure disponibili

− Ricostruzione dei diversi input del modello − Simulazione del trimestre maggio-luglio 1996 Nella seconda parte, di seguito descritta, è stata effettuata in primo luogo un’analisi di sensitività della simulazione trimestrale atta a individuare una migliore configurazione di simulazione. Successivamente, è stata condotta un’estesa indagine bibliografica allo scopo di definire un’opportuna metodologia di valutazione delle prestazioni del modello. Infine, è stata effettuata una nuova simulazione su base semestrale i cui risultati sono stati valutati attraverso le procedure messe a punto precedentemente. A completamento dello studio è stato eseguito anche un confronto con i risultati ottenuti nel medesimo caso attraverso i modelli CALGRID 1 (Yamartino et al., 1992) ed EMEP (Simpson, 1992). 1 Le simulazioni con il modello CALGRID sono state svolte presso il DEA dell’Università di Brescia, nell’ambito della convenzione di collaborazione scientifica stipulata con CESI. Per maggiori dettagli si rimanda a Gabusi, 2003.