Modellistica di dispersione

 

Nell’ambito delle attività di valutazione della qualità dell’aria, l’ARPA realizza la simulazione di dispersione degli inquinanti in atmosfera.
L’attività modellistica è nata nel 2000 in seno al progetto Interreg Air Espace Mont-Blanc e nel corso degli anni si è sviluppata sino a comprendere l’intero territorio regionale.

Questa attività permette

  • di estendere l’informazione sui livelli di qualità dell’aria a tutto il territorio regionale integrando i dati rilevati dalle stazioni di monitoraggio
  • di simulare gli impatti sulla qualità dell’aria derivanti da ipotesi di scenari emissivi
  • di valutare le aree di impatto di una particolare sorgente emissiva.

 anim discarica brezza Animazione 3D di un output di simulazione modellistica

 

 

Metodologia e strumenti informatici

Le simulazioni modellistiche di dispersione vengono realizzate tramite due diversi codici di calcolo: SPRAY e FARM.
In generale una simulazione di dispersione utilizza principalmente come dati di ingresso:

  • campi tridimensionali di vento
  • campi bidimensionali di turbolenza
  • dati di emissione derivati dall'Inventario Regionale

 

Codice di calcolo "SPRAY"

SPRAY è un modello tridimensionale per la simulazione della dispersione di inquinanti in grado di ricostruire campi di concentrazione determinate da sorgenti puntiformi, lineari, areali o volumetriche.
L'inquinante è simulato da "particelle virtuali" il cui movimento è definito dal vento medio locale.
Per questa capacità di riprodurre fedelmente la sorgente emissiva, SPRAY viene utilizzato in particolare per le simulazioni di impatto ambientale di singoli sorgenti. Nella modalità a "microscala", tale codice permette di considerare l'effetto "ostacolo" degli edifici situati attorno alla sorgente di emissioni inquinanti da analizzare.

 

PM10-incent

 Esempio di mappa della dispersione di polveri emesse a camino

anim brezza Aosta Esempio di mappa dinamica in 3D prodotta a scala locale da MicroSpray

 

Codice di calcolo "FARM"

L'ARPA Valle d'Aosta ha affiancato dal 2004 a SPRAY il modello matematico fotochimico FARM (Flexible Air quality Regional Model) per poter, rispetto al precedente, simulare fenomeni quali la formazione dell'ozono e delle polveri secondarie non direttamente emesse dalle sorgenti antropiche. Tale codice è più complesso del precedente e necessita di un maggior numero di input: alla meteorologia e alle emissioni si aggiungono le condizioni iniziali e ai bordi del dominio ricavate da simulazioni su scala maggiore.
Questo codice di calcolo è in grado di simulare i principali processi fisici e chimici a cui sono sottoposti gli inquinanti durante la loro permanenza in atmosfera, in modo da poter valutare accuratamente le relazioni tra le varie sorgenti e i soggetti recettori. Viene utilizzato un set di 129 reazioni chimiche con 56 specie di inquinanti denominato "SAPRC90" (Carter, 2000).
FARM viene utilizzato per le simulazioni annuali di qualità dell'aria e per analizzare la dispersione di inquinanti secondari, quali ozono e polveri.

Le simulazioni relative alle previsioni della qualità dell'aria sono elaborate con questo modello.

 

 

media NO2 2012

Per approfondire: