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Valutazione modellistica comparata di politiche di riduzione dell’inquinamento secondario: partecipazione al progetto CITY-DELTA

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Valutazione modellistica comparata di politiche di riduzione dell’inquinamento secondario: partecipazione al progetto CITY-DELTA

Il presente rapporto descrive il contributo fornito da CESI nell’ambito del progetto scientifico CITYDELTA, sviluppato e promosso dal centro comune di ricerche di Ispra (JRC). Il progetto è condotto in collaborazione con EMEP e IIASA nell’ambito del programma europeo CAFE (Clean Air for Europe). CITYDELTA è un esercizio di confronto fra modelli di chimica e trasporto il cui obiettivo è valutare le variazioni della qualità dell’aria nelle aree urbane in risposta all’applicazione di politiche di riduzione delle emissioni. In particolare l’esercizio è focalizzato alla valutazione della qualità dell’aria in riferimento all’ozono troposferico ed al materiale particolato (PM), che costituiscono, attualmente, i fenomeni di inquinamento di maggiore criticità. Il progetto CITYDELTA ha richiesto l’esecuzione di simulazioni di lungo periodo: semestrale per l’ozono e annuali per il PM. In questo modo è stato possibile valutare sia l’intensità degli episodi critici che l’esposizione complessiva all’inquinamento. L’anno di riferimento utilizzato per la definizione del caso base è stato il 1999, mentre gli scenari di riduzione sono riferiti al 2010. Il contributo di CESI, in particolare, è stato finalizzato alla valutazione dell’ozono troposferico sull’area lombarda. Le simulazioni sono state realizzate dal modello fotochimico euleriano STEM-FCM, già applicato in precedenti studi. Le simulazioni effettuate hanno fornito prestazioni complessivamente soddisfacenti. In generale il modello è stato in grado di ricostruire con buona precisione le concentrazioni medie semestrali nei diversi punti del dominio. L’analisi ha evidenziato che le prestazioni migliori si osservano di giorno. Ciò significa che il sistema modellistico ha riprodotto in modo efficace lo sviluppo dei diversi processi fotochimici e meteorologici di scala regionale che regolano lo sviluppo delle concentrazioni diurne di ozono. Diversamente di notte, quando sono preponderanti gli effetti locali, si registrano discrepanze più significative. Per quanto concerne la variabilità temporale, il modello è stato in grado di riprodurre con buona precisione sia il ciclo giornaliero che l’evoluzione complessiva sul periodo. Per quanto concerne il biossido d’azoto, il modello riproduce con buona precisione la media semestrale nelle stazioni poste in corrispondenza dell’inventario ad alta risoluzione. Il risultato positivo in media conferma la correttezza della stima delle emissioni dettagliate sia come valore complessivo semestrale che come distribuzione spaziale. In termini generali lo studio condotto ha confermato che anche nel 1999 la situazione dell’area lombarda e del Nord Italia si è rivelata critica sia in termini medi che di picco. La concentrazione di ozono media sul semestre è generalmente superiore a 40-50 [ppb] e fa registrare un numero molto significativo di superamenti della soglia di salvaguardia della popolazione (40-80 giorni sul semestre estivo). La situazione è risultata più critica nelle aree rurali e prealpine contigue alle grosse aree urbane. Tali evidenze sono state confermate anche dalle stime degli indicatori di esposizione; in particolare il valore

di AOT40 è risultato ampiamente superiore alla soglia di protezione della vegetazione naturale di 10000 [ppb*ora] (da aprile a settembre) suggerita a livello europeo. Ad integrazione dello studio, i risultati ottenuti sono stati confrontati con i campi di concentrazione prodotti dal modello CALGRID e da due versioni del modello EMEP, questi ultimi operanti sull’intera scala europea. Il risultato ottenuto ha confermato la validità delle simulazioni effettuate, confermando nel contempo l’importanza di integrare la modellistica di scala nazionale e transfrontaliera con valutazioni di maggiore dettaglio, alla scala regionale o di bacino. La valutazione delle concentrazioni per differenti scenari emissivi ha mostrato un comportamento coerente con l’analisi fatta per il caso base. Il dominio di studio si rivela maggiormente sensibile ad una riduzione delle emissioni sbilanciata verso i composti organici del carbonio, soprattutto per l’area fortemente emissiva a nord della metropoli. In ogni caso va sottolineato come la forte non linearità dell’inquinamento fotochimico comporta, a fronte della riduzione delle emissioni del 50%, una riduzione della concentrazione d’ozono del 10% in media (ma del 40% come giorni di superamento della soglia di 60 ppb per la media su otto ore).

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