sui temi dell’Inquinamento atmosferico.
Il negoziato internazionale sui temi della riduzione delle emissioni, utilizza sempre più strumenti di supporto modellistici per definire strategie di contenimento e riduzione degli inquinanti atmosferici.
Ciò emerge con sempre maggiore chiarezza sia nell’impostazione della politica comunitaria, che nei trattati internazionali e nelle loro revisioni in corso o previste.
In particolare, la definizione di strategie internazionali per il controllo delle emissioni di particolato fine, così come la revisione delle strategie comunitarie su acidificazione ed ozono e la revisione del protocollo di Göteborg saranno basati su modelli di valutazione integrata che tengono conto del campo di concentrazioni o di deposizioni degli inquinanti, di indicatori di impatto e dell’efficacia dei costi da sostenere.
La disponibilità di un tale modello renderebbe più efficace l’azione di verifica delle strategie sviluppate a livello internazionale, aumentando considerevolmente la capacità per l’Italia di contribuire al negoziato internazionale tutelando i propri interessi e le proprie specificità ambientali.
Con il presente progetto ci si propone, a partire dallo stato dell’arte della modellistica esistente in campo internazionale e della selezione dei fondamenti concettuali su cui basare il modello, di sviluppare, verificare e validare un modello per la situazione italiana che consideri gli aspetti dinamici (trasporto in atmosfera e dispersione), di trasformazione chimica multifase e di determinazione delle concentrazioni e delle deposizioni degli inquinanti atmosferici di interesse per le politiche internazionali, unitamente ad una analisi sull’efficacia dei costi necessaria per la predisposizione di strategie di valutazione integrata.
Il territorio nazionale, sia per la posizione geografica sia per le caratteristiche morfologiche, evidenzia alcuni limiti dei modelli utilizzati a scala continentale che formano comunque gli elementi di giudizio sullo stato del nostro ambiente atmosferico e determinano gli obiettivi di riduzione delle emissioni assegnati al nostro Paese. A sud delle Alpi, ad esempio, la formazione dell’inquinamento da ozono e talune caratteristiche spazio temporali del fenomeno non sono assimilabili a ciò che accade nel Nord Europa. Anche la complessità topografica e la presenza di regimi circolatori locali costituiscono elementi di singolarità che possono essere descritti solo da modelli ad elevata risoluzione spaziale. Per quanto riguarda le deposizioni al suolo, si vuole dare risalto non solo all’impatto sulla vegetazione e sulle colture agricole ma anche all’esposizione potenziale delle pietre e dei materiali monumentali. Questo aspetto,
Una fase importante nella costruzione del sistema modellistico consentirà, fra l’altro, la migliore definizione e la modifica dei parametri che definiscono il mix emissivo nazionale, il tessuto produttivo e le tecnologie di abbattimento.
Il presente progetto , dato il contesto internazionale in cui è calato e l’evidente, insostituibile esperienza maturata in ambito europeo , nonché l’unanime riconoscimento dato alle attività modellistiche EMEP e IIASA, non nasce in contrapposizione ad altre applicazioni ma ne dipende integrando e specializzando alcuni moduli.
Volendo tratteggiare, se pur schematicamente, l’architettura del sistema ed i principali componenti, risultano fondamentali due elementi su tutti: il modello di trasporto e dispersione ed il modello RAINS modificato, d’ora in poi denominato RAINS Italia.
Di seguito le principali funzioni dei diversi moduli:
a) Il modello di trasporto e dispersione sarà in grado di calcolare, con risoluzione spaziale di pochi km2 , le concentrazioni in aria e le deposizioni al suolo degli inquinanti, compreso il particolato con diametro aerodinamico inferiore a 10 µ, su tutto il territorio nazionale tenendo conto delle reazioni chimiche che coinvolgono le sostanze . L’input al modello sarà assicurato dalle emissioni ,disaggregate spazialmente sulla maglia di riferimento, provenienti da sorgenti mobili e fisse. Le sorgenti “puntiformi” di grande rilievo (impianti di produzione elettrica , grandi complessi industriali) saranno trattate a parte. Le condizioni iniziali ed al contorno saranno fornite dalle uscite del modello EMEP a scala europea.
Fra i modelli stato dell’arte in grado di assolvere tale funzione è stato individuato STEM modificato ed ampliato fino alla versione FARM (Flexible Air quality Regional Model) .
b) Il modello RAINS Italia sarà lo strumento di sintesi per la valutazione delle strategie di abbattimento ed il calcolo dei costi connessi. Il modello incorporerà le funzioni che legano concentrazione/deposizione di un inquinante alle emissioni. Ricordiamo che per inquinanti reattivi tali relazioni non sono semplicemente lineari ma vengono determinate a seguito dell’analisi di molti scenari creati dal modello di trasporto.
L’obiettivo finale è quello di consentire anche una relazione fra concentrazioni/deposizioni stimate in una regione italiana e le emissioni prodotte nelle altre regioni. Questo passaggio consentirebbe di stabilire limiti variabili regione per regione. Il modello RAINS Italia deriva da RAINS Europe, sviluppato da IIASA e attualmente utilizzato in sede di Protocolli Internazionali.
c) Un modello euleriano che risolva in modo dettagliato le reazioni fra aerosols per la descrizione di particolarità emissive e territoriali .
Obiettivi e risultati attesi
Realizzazione di un sistema modellistico italiano che consenta di riprodurre scenari di emissione deposizione e concentrazione in aria a livello del suolo di inquinanti atmosferici quali SO2, NOx, NH3, VOC, O3 e PM.
Il sistema sarà integrato con un modulo capace di valutare i costi e l’efficacia di scenari emissivi alternativi.
Il sistema consentirà la definizione di scenari di produzione e di trend per la CO2 e la valutazione dei costi di abbattimento .
Inoltre sarà possibile calcolare i flussi di inquinamento provenienti dalle singole regioni italiane e che hanno come obiettivo le altre .
Cuore del sistema sarà l’integrazione dei modelli RAINS modificato per il nostro Paese e FARM ad alta risoluzione spaziale. Un modello da sviluppare entro il 2004 svolgerà dettagliatamente le interazioni che coinvolgono gli aerosols.