1 Sommario
Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ampio contesto degli studi sull’inquinamento atmosferico, in particolar modo di quelli riguardanti l’utilizzo e la convalida dei modelli matematici di qualità dell’aria. Fra i diversi modelli che simulano la dispersione e trasformazione delle sostanze inquinanti in atmosfera, è stato fatto uso del codice numerico avanzato CAMx [Environ, 2004].
Il codice di calcolo CAMx (Comprensive Air Quality Model with eXtensions) è un modello tridimensionale euleriano a griglia che implementa i processi fotochimici, coinvolti nel ciclo degli ossidi di azoto e dell’ozono, in presenza di composti organici volatili oltre che a moduli per la descrizione dei complessi fenomeni legati alla formazione e trasformazione degli aerosol.
Una grande quantità di dati è necessaria per le applicazioni di questo codice ed in particolare si devono elaborare: i dati meteorologici, i dati territoriali (orografia, l’utilizzo del suolo, etc.), i dati di emissione di inquinanti e si devono acquisire dati misurati di qualità dell’aria.
Il ruolo della meteorologia nei modelli di dispersione è fondamentale poiché è alla base non solo dei fenomeni di dispersione e di trasporto in atmosfera, ma influenza profondamente anche le cinetiche chimiche delle reazioni e gli equilibri termodinamici che coinvolgono le specie inquinanti presenti in atmosfera.
Nel corso di questo lavoro di tesi, particolare attenzione è stata rivolta alla gestione della base di dati necessaria alle simulazioni con il modello CAMx. Sono stati analizzati ed elaborati per il dominio di calcolo i dati relativi all’orografia, utilizzo del suolo e territoriali in genere, mediante l’utilizzo di cartografia informatica e la predisposizione di routines di calcolo.
Sono stati, inoltre acquisiti diversi dati meteorologici per il dominio di nostro interesse, la regione Toscana. L’elaborazione di questi dati, oltre a garantire la possibilità di effettuare le simulazioni con i modelli di dispersione di inquinanti in atmosfera, è stata propedeutica alla realizzazione di mappe meteoclimatiche utili a caratterizzare il territorio dal punto di vista micrometeorologico.
Questo tipo di analisi risulta di particolare interesse poiché prevede la possibilità di correlare le concentrazione di inquinanti, ad esempio di particolato atmosferico, direttamente con i parametri meteorologici. Pertanto, uno dei risultati di questo lavoro è stato quello di ampliare il data-base di informazioni di carattere meteorologico attraverso una rielaborazione dei dati provenienti da due modelli di calcolo per la meteorologia l’MM5 e il LAMI (codici prognostici).
L’applicazione del modello di dispersione di inquinanti in atmosfera CAMx, così configurato, ad un caso di studio reale ha permesso di ottenere come risultato la simulazione della dispersione di inquinanti sullo scenario della Regione Toscana, ottenendo interessanti risultati dai confronti con i dati misurati dalle centraline della qualità dell’aria.
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