applicazione del modello adms urban a ferrara · 2008-08-27 · applicazione del modello adms urban...

Applicazione del modello ADMS URBAN a FerraraApplicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara

SORGENTE GRIGLIASORGENTE GRIGLIA La sorgente grigliaLa sorgente grigliacontiene la sommatoriacontiene la sommatoriadelle emissioni derivanti da:delle emissioni derivanti da:

1.1. utilizzo di combustibili utilizzo di combustibili per il per il riscaldamento riscaldamento civile;civile;

2.2. utilizzo di utilizzo di combustibili in combustibili in campo Agricolocampo Agricolo (trattori, (trattori, serre, serre, ecc…ecc…););

3.3. allevamenti allevamenti

Per tale ragione alla Per tale ragione alla sorgente griglia non è sorgente griglia non è statastata attribuita nessun file attribuita nessun file facfac per la modulazione per la modulazione delle emissioni. Si supponedelle emissioni. Si supponequindi una emissione quindi una emissione costante nelle 24 ore e nei costante nelle 24 ore e nei 12 mesi dell’anno.12 mesi dell’anno.

PARAMETRI: PARAMETRI: georefgeoref. Celle 250mX250m (. Celle 250mX250m (ArcViewArcView), h griglia (m), ), h griglia (m), emissioni (t/a)emissioni (t/a)

SCHEDA SOURCE SCHEDA SOURCE -- Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 KmDominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km



SORGENTE GRIGLIA SORGENTE GRIGLIA –– M2 M2 –– Riscaldamento CivileRiscaldamento CivileDominio Dominio INPUTINPUT

Dominio Dominio OUTPUTOUTPUT

Riscaldamento civile (M2) Riscaldamento civile (M2) emissioni NOX (t/a)emissioni NOX (t/a)



SORGENTE GRIGLIA SORGENTE GRIGLIA –– M8 M8 –– uso di combustibili in Agricoltura uso di combustibili in Agricoltura -- SEMINATIVISEMINATIVIDominio Dominio INPUTINPUT


Uso combustibili in Uso combustibili in Agricoltura Agricoltura -- SEMINATIVI SEMINATIVI (M8) emissioni NOX (t/a)(M8) emissioni NOX (t/a)

Emissione totaleEmissione totale ==E. per seminativi + E. per seminativi + E. per colture miste + E. per colture miste + E. fruttetiE. frutteti

Applicazione del modello ADMS URBAN a FerraraApplicazione del modello ADMS URBAN a FerraraSCHEDA SOURCE SCHEDA SOURCE -- Dominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 KmDominio INPUT = 15 X 12 km, OUTPUT = 13 X 10 Km

SORGENTE GRIGLIA SORGENTE GRIGLIA –– M10 M10 –– AllevamentiAllevamenti Dominio Dominio INPUTINPUT


Allevamenti (M10) Allevamenti (M10) emissioni PM10 (t/a)emissioni PM10 (t/a)



SORGENTE GRIGLIA SORGENTE GRIGLIA –– Totale EmissioniTotale EmissioniDominio Dominio INPUTINPUT


Emissioni totali griglia Emissioni totali griglia NOX (t/a)NOX (t/a)


MACROSETTORI NOX PM10 tipologia sorgenteM1 - energia 1113.0 44.0 POINTM2 - uso combustibili per riscaldamento civile 269.5 13.0 GRIGLIAM3+M4+M6 - Polo Chimico 1521.6 78.6 POINTM3+M4+M6 - Extra Polo Chimico 430.0 65.0 POINTM7- grafo stradale 1215.3 114.4 ROADM8 - uso combustibili in agricoltura 140.6 17.5 GRIGLIAM9 - inceneritore 97.9 0.8 POINTM10 - allevamenti -- 0.3 GRIGLIATOTALE 4787.9 333.6

emissioni in ton/anno

RIASSUNTO TOTALE CARICHI EMISSIVI IN (t/a) NEL DOMINIO DI INPUTRIASSUNTO TOTALE CARICHI EMISSIVI IN (t/a) NEL DOMINIO DI INPUT

RIASSUNTO NUMERO TOTALE EMISSIONI NEL DOMINIO DI INPUT RIASSUNTO NUMERO TOTALE EMISSIONI NEL DOMINIO DI INPUT

SORGENTI NOX PM10Industria - numero camini 84 306Grafo stradale - numero archi 1027 1027Griglia somma emissioni diffuse - numero celle 2965 2965

Dominio INPUT = 15 X 12 kmDominio INPUT = 15 X 12 km

Applicazione del modello ADMS URBAN a FerraraApplicazione del modello ADMS URBAN a FerraraSCHEDA SOURCE SCHEDA SOURCE --RIASSUNTO TOTALE EMISSIONI NEL DOMINIO DI INPUT RIASSUNTO TOTALE EMISSIONI NEL DOMINIO DI INPUT

Emissioni NOX (t/a)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600M

1 - e

nerg

ia

M2

- uso

com

bust

ibili

per

risca

ldam

ento

civi

le

M3+

M4+

M6

-P

olo

Chi

mic

o

M3+

M4+

M6

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Chi

mic

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M7-

gra

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le

M8

- uso

com

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inag

ricol

tura

M9

- inc

ener

itore

M10

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leva

men

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0

20

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80

100

120

140

M1

- ene

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M2

- uso

com

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ibili

per

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ldam

ento

civi

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M4+

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him

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M3+

M4+

M6

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xtra

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M7-

gra

fost

rada

le

M8

- uso

com

bust

ibili

inag

ricol

tura

M9

- inc

ener

itore

M10

-al

leva

men

ti

Emissioni PM10 (t/a)

M2 - uso combustibili per riscaldamento

civile5.6%

M3+M4+M6 - Polo Chimico31.8%

M3+M4+M6 - Extra Polo Chimico

9.0%

M7- grafo stradale25.4%

M8 - uso combustibili in

agricoltura2.9%

M9 - inceneritore2.0%

M10 - allevamenti0.0% M1 - energia

23.2%

Contributi % Emissioni NOX

M2 - uso combustibili per riscaldamento

civile3.9%

M3+M4+M6 - Polo Chimico23.6%

M3+M4+M6 - Extra Polo Chimico

19.5%

M7- grafo stradale34.3%

M8 - uso combustibili in

agricoltura5.2%

M9 - inceneritore0.2%

M10 - allevamenti0.1%

M1 - energia13.2%

Contributi % Emissioni PM10


SCHEDA SOURCE SCHEDA SOURCE –– FILE DEI COEFFICIENTI TEMPORALI DI EMISSIONEFILE DEI COEFFICIENTI TEMPORALI DI EMISSIONE

50 profili diurni (50 profili diurni (profileprofilenn……))50 profili mensili (50 profili mensili (monthlymonthlynn……))

Sorgente POINT

Sorgente ROAD

Sorgente ROAD-autostrada

Sorgente GRIGLIA


SCHEDA SET UPSCHEDA SET UP

NOx – NO2 Derwent – Middleton correlation

[NO2]=2[NO2]=2.166.166 –– (1.236(1.236--3.348A+1.933A3.348A+1.933A22--0.326A0.326A33)[)[NOxNOx] ] (1996)(1996)dove A=log10([dove A=log10([NOxNOx]) ]) NBNB: concentrazioni di fondo per : concentrazioni di fondo per NOxNOx NON obbligatorie ma consigliate!!NON obbligatorie ma consigliate!!


SCHEDA METEOSCHEDA METEO

CalmetCalmet 2005.met2005.met

RugositàRugosità del sito del sito del file meteodel file meteo

C:\Documents and Settings\tpumo\Desktop\MONITER\meteo\camet_inc_05.met

0

0

3

1.5

6

3.1

10

5.1

16

8.2

(knots)

(m/s)

Wind speed

0° 10°20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

90°

100°

110°

120°

130°

140°

150°160°

170°180°190°200°

210°

220°

230°

240°

250°

260°

270°

280°

290°

300°

310°

320°

330°340°

350°

100

200

300

400

500


SCHEDA METEO SCHEDA METEO –– VARIABILI METEO RICHIESTE DA ADMSVARIABILI METEO RICHIESTE DA ADMS


SCHEDA METEOSCHEDA METEO

CALME DI VENTO:CALME DI VENTO:V ≤ 0.75 m/s V ≤ 0.75 m/s V = 0.75 m/sV = 0.75 m/sDirezione del vento Direzione del vento Direzione vento dell’ora precedenteDirezione vento dell’ora precedente

% CASI DI CALMA DI VENTO, CALMET anno 2005 = 17%% CASI DI CALMA DI VENTO, CALMET anno 2005 = 17%


SCHEDA BACKGROUNDSCHEDA BACKGROUND Concentrazioni di fondo:Concentrazioni di fondo:Valori di O3, NOX, NO2,PM10 Valori di O3, NOX, NO2,PM10 di Gherardi anno 2005,di Gherardi anno 2005,SO2 Chimere anno 2005SO2 Chimere anno 2005

Si attiva nel caso si richieda in Si attiva nel caso si richieda in OUTPUTOUTPUT la concentrazione di la concentrazione di PM10 e qualora lo strumento di PM10 e qualora lo strumento di misura del PM10 di background misura del PM10 di background sia un TEOMsia un TEOM

Gestione dati mancanti:Gestione dati mancanti:•• Dato mancante di 1 oraDato mancante di 1 ora: il modello prende il : il modello prende il dato precedentemente validodato precedentemente valido•• Dato mancante per più di 24 ore consecutiveDato mancante per più di 24 ore consecutive: : consigliato usare il valore medio annuale per quella consigliato usare il valore medio annuale per quella determinata ora di quel giorno (“giorno tipo”)determinata ora di quel giorno (“giorno tipo”)


SCHEDA GRIDSSCHEDA GRIDS

Estensione dominio di OUTPT Estensione dominio di OUTPT 13 X 10 km 13 X 10 km

Coordinate centraline di Coordinate centraline di misura della Qualità misura della Qualità dell’aria dell’aria Obiettivo :Obiettivo :CONFRONTO CONFRONTO STIMATO STIMATO -- MISURATOMISURATO

Passo di griglia: Passo di griglia: 162.5 m asse X (EST), 162.5 m asse X (EST), 125 m asse Y (NORD)125 m asse Y (NORD)


SCHEDA OUTPUTSCHEDA OUTPUT

X Confronto X Confronto STIMATOSTIMATO––MISURATOMISURATO nel nel caso di punti recettori coincidenti con caso di punti recettori coincidenti con le stazioni di monitoraggio della Qualità le stazioni di monitoraggio della Qualità dell’Aria, invece di dell’Aria, invece di LTLT si scegliesi sceglie STST ––Short Short TermTerm


La VALIDAZIONE del modello ADMS per il caso studio di FerraraLa VALIDAZIONE del modello ADMS per il caso studio di Ferrara

““Obiettivo dei modelli è quello di riuscire a riprodurre la realtObiettivo dei modelli è quello di riuscire a riprodurre la realtà, à, ovvero, in pratica, di riuscire a calcolare dei valori delle varovvero, in pratica, di riuscire a calcolare dei valori delle variabili iabili di stato più simili possibili a quelli osservati in natura”.di stato più simili possibili a quelli osservati in natura”.

Nel caso specifico di Nel caso specifico di ADMS URBANADMS URBAN, l’obiettivo è quello applicare , l’obiettivo è quello applicare il modello scegliendo opportune opzioni al fine di ottenere deiil modello scegliendo opportune opzioni al fine di ottenere deirisultati più simili possibili a quelli misurati.risultati più simili possibili a quelli misurati.

Questo processo viene denominato Questo processo viene denominato validazionevalidazione del modellodel modello

Al fine di individuare le variabili in gioco più opportune e le Al fine di individuare le variabili in gioco più opportune e le condizioni condizioni migliori di applicazione del modello, sono stati eseguiti numeromigliori di applicazione del modello, sono stati eseguiti numerosi RUN, si RUN, cambiando di volta in volta alcuni dati di input quali:cambiando di volta in volta alcuni dati di input quali:

•• File meteoFile meteo

•• Lunghezza di rugosità RLunghezza di rugosità R

•• Altezza della griglia (sorgenti diffuse)Altezza della griglia (sorgenti diffuse)

•• Schema di reazione chimica in atmosfera Schema di reazione chimica in atmosfera


OPZIONI OPZIONI selezionate nel modello ADMS applicato al selezionate nel modello ADMS applicato al dominio 15 * 12 Km dominio 15 * 12 Km ••File meteoFile meteo: : CalmetCalmet anno 2005 nella scheda anno 2005 nella scheda MeteorologyMeteorology••RugositàRugosità: R=0: R=0.5.5 nella scheda Set Up, nella scheda Set Up, R=R= 0.359 nella scheda Meteo0.359 nella scheda Meteo••Lunghezza Lunghezza MoninMonin ObuchovObuchov L=20mL=20m••h grigliah griglia = 10 m= 10 m••File File facfac per la modulazione delle emissioni point (industria) e Road per la modulazione delle emissioni point (industria) e Road (grafo stradale), nessuna modulazione per la sorgente griglia(grafo stradale), nessuna modulazione per la sorgente griglia

••backgroundbackground = dati stazione di Gherardi anno 2005 + SO2 di Chimere= dati stazione di Gherardi anno 2005 + SO2 di Chimereanno 2005anno 2005

••Schema Schema ReazioniReazioni chimichechimiche:NOX e NO2 :NOX e NO2 correlationcorrelation

DM 60/2002, DM 60/2002, AlegatoAlegato XI : OBIETTIVI DI QUALITA' DEL MODELLOXI : OBIETTIVI DI QUALITA' DEL MODELLO

NO2NO2 MEDIA ANNUALE = MEDIA ANNUALE = maxmax scarto del 30%scarto del 30%PM10PM10 MEDIA ANNUALE = MEDIA ANNUALE = maxmax scarto del 50%scarto del 50%


RISULTATIRISULTATI


NO2NO2Obiettivo di qualità Obiettivo di qualità scarto scarto maxmax 30%30%

PM10PM10Obiettivo di qualità Obiettivo di qualità scarto scarto maxmax 50%50%


RISULTATI RISULTATI (dati stazioni rete QA anno 2005)(dati stazioni rete QA anno 2005)

ADMS STAZNO2 media

annua microg/m3

NO2 media annua

microg/m3(NO2 ADMS-NO2 staz) /NO2 staz

Barco 32 38 -16%C.Isonzo 55 53 5%Mizzana 34 39 -14%S.Giovanni 47 41 15%V.Bologna 41 40 2%

ADMS STAZ

PM10 media annua

microg/m3

PM10 media annua

microg/m3PM10 adms-PM10 staz/PM10 staz

C.Isonzo 39 33 19%S.Giovanni 32 38 -17%

PM10adms-PM10staz

PM10 staz

NO2adms-NO2staz

NO2 staz


Confronto andamenti misurati Confronto andamenti misurati –– stimati del Giorno Tipo di NO2 (valori in stimati del Giorno Tipo di NO2 (valori in microgmicrog/m3)/m3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

staz.Barco Barco ADMS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

staz.C.Isonzo C.Isonnzo ADMS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

staz.Mizzana Mizzana ADMS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

staz.S.Giovanni S.Giovanni ADMS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

staz.Bologna Bologna ADMS



Confronto andamenti misurati Confronto andamenti misurati –– stimati medie mensili di NO2 (valori in stimati medie mensili di NO2 (valori in microgmicrog/m3)/m3)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

gen feb marz apr mag giu lug ago sett ott nov dic

staz.Barco Barco ADMS


staz.C.Isonzo C.Isonnzo ADMS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


staz.Mizzana Mizzana ADMS


staz.S.Giovanni S.Giovanni ADMS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


staz.Bologna Bologna ADMS



Confronto medie giornaliere PM10 (valori in Confronto medie giornaliere PM10 (valori in microgmicrog/m3)/m3)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1/1

15/1

29/1

12/2

26/2

12/3

26/3 9/4

23/4 7/5

21/5 4/6

18/6 2/7

16/7

30/7

13/8

27/8

10/9

24/9

8/10

22/1

05/

1119

/11

3/12

17/1

231

/12

S.Giovanni - ADMS S.Giovanni - centralina

1/1

15/1

29/1

12/2

26/2

12/3

26/3 9/4

23/4 7/5

21/5 4/6

18/6 2/7

16/7

30/7

13/8

27/8

10/9

24/9

8/10

22/1

05/

1119

/11

3/12

17/1

231

/12

C.Isonzo - ADMS C.Isonzo-centralina



Confronto medie mensili PM10 (valori in Confronto medie mensili PM10 (valori in microgmicrog/m3)/m3)

0

20

40

60

80

100

120

140

160


S.Giovanni - ADMS S.Giovanni - centralina


C.Isonzo - ADMS C.Isonzo-centralina


NO2 (NO2 (microgmicrog/m3)/m3)Media annuale 2005Media annuale 2005

Applicazione del modello ADMS URBAN a FerraraApplicazione del modello ADMS URBAN a FerraraANALISI DEGLI SCENARI ANALISI DEGLI SCENARI

TUTTE LE SORGENTI: grafo stradale, industria, emissioni diffuse TUTTE LE SORGENTI: grafo stradale, industria, emissioni diffuse in grigliain griglia

Polo Polo ChCh..P.M.I.P.M.I.

A13A13


TUTTE LE SORGENTI: grafo stradale, industria, emissioni diffuse TUTTE LE SORGENTI: grafo stradale, industria, emissioni diffuse in grigliain griglia


A13A13

PM10(PM10(microgmicrog/m3)/m3)Media annuale 2005Media annuale 2005

ADMS ADMS sottostima sottostima

concentrazioni concentrazioni PM10!!!!PM10!!!!


TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico (industria + emissioni diffTUTTE LE SORGENTI tranne il traffico (industria + emissioni diffuse in grigliause in griglia))


A13A13

Sorgenti POINT Sorgenti POINT NOXNOX



TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico (industria + emissioni diffTUTTE LE SORGENTI tranne il traffico (industria + emissioni diffuse in grigliause in griglia))


A13A13

Sorgenti POINT Sorgenti POINT PM10PM10

PM10(PM10(microgmicrog/m3)/m3)Media annuale 2005Media annuale 2005


CONFRONTI scenario tutte le sorgenti CONFRONTI scenario tutte le sorgenti –– tutte le sorgenti tranne il trafficotutte le sorgenti tranne il traffico



NO2 (NO2 (microgmicrog/m3) /m3) -- Media annuale 2005Media annuale 2005

CONFRONTI scenario tutte le sorgenti CONFRONTI scenario tutte le sorgenti –– tutte le sorgenti tranne il trafficotutte le sorgenti tranne il traffico

Sorgenti POINT Sorgenti POINT PM10PM10

PM10 (PM10 (microgmicrog/m3) /m3) -- Media annuale 2005Media annuale 2005


ADMS sottostima concentrazioni PM10!!!!ADMS sottostima concentrazioni PM10!!!!


TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico e inceneritori (industria +TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico e inceneritori (industria + emissioni diffuse in griglia)emissioni diffuse in griglia)


A13A13




CONFRONTO SCENARI CONFRONTO SCENARI –– concentrazioni NO2 in concentrazioni NO2 in microgmicrog/m3/m3

TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico e inceneritori TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico e inceneritori (industria + emissioni diffuse in griglia)(industria + emissioni diffuse in griglia)

TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico TUTTE LE SORGENTI tranne il traffico (industria + emissioni diffuse in griglia)(industria + emissioni diffuse in griglia)

Inc.C.BiancoInc.C.Bianco

Sorgenti Sorgenti POINT NOXPOINT NOX


Future applicazione del modello ADMS URBAN a FerraraFuture applicazione del modello ADMS URBAN a Ferrara

ATTIVITA’ IN ATTIVITA’ IN CORSO…………CORSO…………....

Creazione di Creazione di scenariscenari emissivi e successiva applicazione di ADMS al emissivi e successiva applicazione di ADMS al fine di valutare il fine di valutare il contributo contributo in termini di concentrazione di in termini di concentrazione di ricaduta al suolo, delle singole tipologie di sorgenti:ricaduta al suolo, delle singole tipologie di sorgenti:

•• Industria (e sottogruppi di aziende),Industria (e sottogruppi di aziende),

•• traffico traffico

•• emissioni diffuseemissioni diffuse

E’ Importante sottolineare che oltre al grande impegno richiestoE’ Importante sottolineare che oltre al grande impegno richiestoper la realizzazione di un robusto database di dati di INPUT, per la realizzazione di un robusto database di dati di INPUT, occorre tener conto dei tempi macchina: occorre tener conto dei tempi macchina:

un singolo RUN di ADMS sul dominio di 15 X 12 Km un singolo RUN di ADMS sul dominio di 15 X 12 Km contemplando tutte le sorgenti di NOX ha richiesto quasi contemplando tutte le sorgenti di NOX ha richiesto quasi 9 9 giorni!!!!!giorni!!!!!