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Attività 5 - Progetto SIMAGE I Lotto 1

ATTIVITA’ 5 – Modellisticaqualità dell’aria

Giuseppe Maffeis

Giampiero Malvasiconsulenti ARPAV-ORAR

ATTIVITA' 1Stima delle emissioni in

atmosfera

ATTIVITA' 4Modellistica applicata alla

meteorologia

ATTIVITA' 5Modellistica qualità

dell'aria

ATTIVITA' 6Modellistica short term

incidentale

ATTIVITA' 2Monitoraggio della qualità

dell'aria

ATTIVITA' 3Progetto Pilota SIMAGE

per Porto Marghera

ATTIVITA' 7Scenari di riduzione ed attività

di reporting


I modelli e la normativa (a)

Il decreto legislativo n°351 del 4/8/99 in attuazione della direttiva 96/62/CE allo scopo di valutare la qualità dell’aria ambiente introduce alcuni concetti ripresi poi dal DM 60 del 2 Aprile 2002:

valutazione: impiego di metodologie per misurare, calcolare, prevedere, stimare il livello di un inquinante nell’aria ambiente;

soglia di valutazione superiore ed inferiore: il primo è il livello di inquinamento al di sotto del quale le misurazioni possono essere combinate con tecniche di modellizzazione; al di sotto del secondo, è consentito ricorrere soltanto alle tecniche di modelllizzazione al fine di valutare la qualità dell’aria.


I modelli e la normativa (b)

I modelli di dispersione dell’inquinamento atmosferico sono un utile strumento per (All.1 DM 60 2/4/02):

•ricostruire campi di concentrazione, anche per porzioni di territorio ove non esistano punti di misura;

•ottenere informazioni sulle relazioni tra emissioni e immissioni;

•valutare l’impatto di inquinanti non misurati dalla rete di monitoraggio;

•studiare scenari ipotetici di emissioni rispetto al quadro attuale.


Lo schema concettuale semplificato:modelli per la dispersione dell’inquinamento atmosferico

Attività1:Emissioni

Attività4:Meteorologiapressione

Attività5:Modello matematico

Attività7:Scenari

Concentrazioni(1) e (7)

Deposizioni(1) e (7)

risposta

Attività2:Campagna di misura

stato


I possibili domini di calcolo modellistico


I modelli prescelti

Obiettivo: ricostruzione dei campi di concentrazione e deposizione (umida e secca) di micro e macro inquinanti, in modo da stimarne il carico sul Bacino Scolante sulla Laguna per via atmosferica.Caratteristiche privilegiate nella scelta dei modelli:

•adeguati al problema, validati da Istituzioni internazionali e nazionali (EPA, EU, ANPA..) e riconosciuti a livello scientifico;•pubblici in termini di disponibilità, documentazione ed aggiornamento;•aperti in termini di modularità e di accesso al codice sorgente.

Scala regionale (Bacino): CAMXScala locale (Porto Marghera): CALPUFF


I modelli prescelti: CAMXComprehensive Air Quality Model with Extensions

Disponibilità: il codice sorgente ed il manuale sono pubblici ed a disposizione su www.camx.com (ENVIRON International Corporation)

Descrizione: CAMx è un modello eulerianotridimensionale, multiscala, opzioni avanzate: nesting, plume in grid, chimica in fase gassosa (meccanismifotochimici CB-IV e SAPRC97), meccanismo chimico semplificato per solfati, nitrati e particolato secondario, oltre accurati algoritmi per trasporto e diffusione, deposizione secca con il metodo delle resistenze (Wesely, 1989), scavenging umido sulla base delle precipitazioni orarie e sulla solubilità degli inquinanti.

http://www.camx.com


I modelli prescelti: CAMXComprehensive Air Quality Model with Extensions

Utilizzo a scopo regolatorio:

CAMx appartiene alla lista dei modelli alternativi EPA ed è indicato dalla stessa per la simulazione delle concentrazioni orarie (e quindi le deposizioni) di inquinanti secondari come l’ozono, inquinanti primaricome il CO, il particolato dalla scala urbana alla scala regionale; le concentrazioni orarie possono essere utilizzate per la stima di concentrazioni medie per periodi più lunghi: mese, stagione, anno.

esempio


I modelli prescelti: CALPUFF

Disponibilità: il codice sorgente ed il manuale sono pubblici ed a disposizione su www.src.com (Earth Tech)

Descrizione: Calpuff è un modello di dispersione a puff, non stazionario, tridimensionale. Calpuff simula l’effetto della variazione temporale e spaziale delle condizionimetereologiche sul trasporto, la trasformazione e la rimozione degli inquinanti. CALPUFF può essere applicato da una a scala di decine di metri a centinaia di chilometri. Include algoritmi avanzati, come gli effetti sub-grid, il trasporto long-range, la deposizione secca ed umida, il particolato.

http://www.src.com


I modelli prescelti: CALPUFF

Utilizzo a scopo regolatorio:

CALPUFF (Environmental Protection Agency 40 CFR Part 51Requirements for Preparation, Adoption, and Submittal of State Implementation Plans Guideline on Air Quality Models - Proposed Rule) è stato formalmente proposto come modelloregolatorio dell’Appendice A - EPA. CALPUFF èraccomandato per il trasporto long-range ed in sostituzione di ISC3 in condizioni non stazionariecome le calme di vento e fenomeni di ricircolazione.


Diagramma di flusso del modello CALPUFF


Post-processori di CALPUFF


I possibili domini di applicazione del modello Calpuff


Esempio di Applicazione di Calpuff:

Catasto Provinciale delle Emissioni 1998


Esempio di elaborazione cartografica dei risultati di Calpuff:

Media annuale delle concentrazioni



98° percentile delle concentrazioni



18° massimo delle concentrazioni



Flusso orario medio di Deposizione Secca


Esempio di elaborazione Statistica dei risultati di Calpuff:

Istogramma delle concentrazioni sul ricettore discreto


http://www.camx.com/ohio.htm

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