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Prime valutazioni delle interazioni clima-qualità dell’aria mediante l’applicazione delmodello accoppiato meteorologico-chimico WRF-Chem

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Prime valutazioni delle interazioni clima-qualità dell’aria mediante l’applicazione delmodello accoppiato meteorologico-chimico WRF-Chem

Nel presente rapporto è descritta la prima applicazione e validazione del modello accoppiato di meteorologia e qualità dell’aria WRF/Chem, finalizzata alla ricostruzione della qualità dell’aria sul territorio italiano.

La valutazione dell’impatto dei cambiamenti climatici sugli inquinanti atmosferici sta assumendo un ruolo sempre più rilevante nella definizione di politiche di miglioramento della qualità dell’aria e, di conseguenza, anche sulla gestione del sistema energetico. Lo sviluppo di nuovi scenari energetici volti al controllo e riduzione delle emissioni potrebbe, difatti, introdurre dei miglioramenti significativi sulla qualità dell’aria nelle grandi aree metropolitane e, contestualmente, le possibili riduzioni delle concentrazioni di inquinanti potrebbero produrre effetti di tipo climatico di carattere regionale. Una valutazione quantitativa delle interazioni fra qualità dell”aria e clima richiede però l’utilizzo di adeguati strumenti modellistici, in grado di ricostruire in maniera adeguata i processi fisici e chimicisottesi. Generalmente i modelli di chimica e trasporto, come CAMx, non permettono di stimare le reciproche interazioni tra qualità dell’aria e meteorologia, poichè le trasformazioni chimiche sono trattate indipendentemente dalla meteorologia. In WRF/Chem invece le equazioni chimiche sono integrate all’interno del modello meteorologico WRF, permettendo così di studiare la combinazione di effetti e quindi quantificare se e come le variazioni della composizione chimica dell’atmosfera possano influenzare i processi meteorologici e di riflesso la gestione del sistema energetico. Questo lavoro si propone di effettuare una prima valutazione della capacità del modello WRF/Chem disimulare le concentrazioni dei principali inquinanti convenzionali sul territorio italiano per confronto con uno strumento analogo, ma maggiormente consolidato e già ampiamente studiato nell”area di indagine, come il modello di chimica e trasporto CAMx. Il modello accoppiato meteorologico-chimico WRF/Chem è stato applicato su un dominio di calcolo relativo all’intero territorio italiano, suddiviso in una griglia regolare di celle con risoluzione 15 km, per i mesi di gennaio e luglio 2005. Il modello ha fornito in uscita l’evoluzione oraria dei principali campi meteorologici e delle concentrazioni degli inquinanti atmosferici, sia gassosi che in fase particolata, che sono stati poi confrontati con un dataset misurato e col sistema modellistico WRF-CAMx. Entrambi i modelli sono guidati dai campi emissivi processati col modello SMOKE, utilizzando gli inventari delle emissioni ISPRA e EMEP, completati con le emissioni di origine naturale. Le condizioni al contorno sono state ricavate dai campi CHIMERE. I modelli hanno mostrato un buon accordo fra le variabili meteorologiche di temperatura, umidità specifica e velocità del vento e di queste con i dati osservati. Inoltre, hanno esibito un generale accordo nella riproduzione dei campi di concentrazione di SO2 e NOX, al contrario è emersa una tendenza del modello accoppiato a ricostruire concentrazioni più elevate di PM10, PM2.5 e di ozono, soprattutto in pianura padana. L’introduzione del modello WRF/Chem ha quindi permesso di migliorare, in alcuni casi, laricostruzione dei fenomeni legati all’inquinamento atmosferico, senza risolvere completamente le debolezze attualmente presenti nei sistemi di valutazione della qualità dell”aria.

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