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RELAZIONE TECNICO-SCIENTIFICA

1. 0 1000 0 100 ug m31 30 500 mg m3 0 532 ppb ug m3 Komore d CO NOx Ozono fondo 0 1 f s 0 1 f s 0 1 f s Equivalenti aa co NOx Ozono interferenza 1 ppm SO2 1 ppm di SO2 1 ppm di SO2 0 2 su 25 lt 0 2 su 115 ppb assente su 600 ppb mg m3 di CO di NOX di 03 Limite di su CO NOx Ozono rilevabilit 0 1 mg m3 2 ppb 20 ug m3 Deriva nel CO NOx Ozono tempo lt 2 semestre lt 2 semestre lt 2 l trimestre Precisione CO NOx Ozono lt 10 2 2 e Monossido di Carbonio CO La configurazione scelta per questo progetto prevede le misure dei seguenti paramentri e Ossidi d Azoto NO e Ozono 03 e Temperatura Umidit relativa ed all occasione livello sonoro La scelta di monitorare tali parametri stata effettuata in base a delle specifiche finalit di seguito riportate CO la rapidit di risposta e la sua corrispondenza con il livello di inquinamento ne fanno uno dei parametri fondamentali di inquinamento da traffico rallentato Pagina 117 di 286 NO identifica la formazione dello smog fotochimico che porta alla formazione di ozono 03 il principale indicatore della presenza di smog fotochimico Temperatura identifica le eventuali difficolt di traffico legate al parametro es sotto i 3 C segnalazione di eventuali tratti ghiacciati Umidit identifica un periodo di secco intenso o una piovosit con pericolo
2. RELAZIONE TECNICO SCIENTIFICA Pagina 1 di 286 INDICE INTRODUZIONE rincara 3 WPI1 PROGETTAZIONE DIREZIONE E COORDINAMENTO 8 WP2 SVILUPPO SISTEMA CALCOLO sprint se 27 WP3 IMPLEMENTAZIONE MODELLE a 35 WP4 VALIDAZIONE DEL MODELLO DI QUALIT DELL ARIA 101 WP5 ELABORAZIONE VALIDAZIONE SCENARI SIMULATI 161 WP6 OUTPUT RAPPRESENTAZIONE 209 Pagina 2 di 286 INTRODUZIONE L esecuzione del progetto di ricerca iniziata il giorno 20 Novembre 2009 sotto la supervisione ed il coordinamento dell Ing Gallo coadiuvato dal Prof Barone del Dipartimento di Chimica dell Universit di Napoli Federico II dalla societ ITM e da aziende altamente specializzate individuate come partner dalla stessa ITM ovvero le societ CERTITEC e SISTEMA SERVIZI CONSULTING Tali risorse hanno ritenuto opportuno il giorno 24 novembre riunirsi presso la sede operativa dell ITM per confermare obiettivi finalit e competenze di ogni singolo soggetto impegnato nella ricerca In tale riunione inoltre sono state nuovamente analizzate le tempistiche di gestione e sviluppo del progetto in relazione anche ad eventuali sfasamenti dovuti alla complessit delle tematiche ed alle risorse umane non ancora perfettamente formate come i 3 borsisti messi a disposizione dal dipartimento di Chimica dell Universit di Napoli FEDERICO II ed i tecnici e sistemisti ITM Il giorno 25
3. 95 ug m T media stimata 22 C I valori calcolati nel periodo dal 16 al 25 maggio 2011 rispecchiano abbastanza fedelmente l andamento delle prime settimane del mese Dal 25 maggio al 2 giugno si noti anche qui che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 5 e 27 ppbv Pagina 166 di 286 corrispondenti rispettivamente a 9 e 50 ug m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 33 55 ppbv 61 101 ug m T media stimata 25 C Nel periodo dal 4 all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 7 e 35 ppbv corrispondenti rispettivamente a 13 e 64 ug m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 45 80 ppbv 82 145 ug m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera T media stimata 30 C Questa analisi pu essere confortata da valori ottenuti sperimentalmente in alcune ore di alcuni giorni particolari o meglio da una analisi molto accurata delle Mappe di distribuzione degli inquinanti sul territorio cosa che sar possibile in un DEMO che seguir questa Relazione In tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria com
4. Per il corretto funzionamento degli script vanno installati alcuni tool esterni In particolare occorre aver precedentemente installato y Ghostscript per la creazione e gestione di alcuni tipi di file ps e pdf v GMT Generic Mapping Tool per la manipolazione di data set geografici e cartesiani Ghostscript e GMT Sia Ghostscript che GMT sono strumenti esterni sia a GrADS che a Chimere ma necessario installarli in quanto alcune loro funzionalit vengono poi utilizzate nel software realizzato In entrambi i casi stiamo comunque parlando di strumenti open source e liberamente scaricabili e installabili dai relativi siti ufficiali Ghostscript un tool grafico che offre funzionalit estese per l elaborazione di immagini raster e funzioni di conversione per diversi tipi di file di immagine Quest ultima funzionalit un requisito necessario al funzionamento del software GMT una collezione di tool alcuni dei quali necessari per il corretto funzionamento di diversi script per la visualizzazione grafica dei dati di output delle simulazioni Questi tool offrono una serie di comandi che permettono la manipolazione di diversi aspetti puramente grafici In particolare i comandi necessari da installare sono i seguenti y pscontour per ottenere plot di contorni con triangolazione di dati v psscale per creare scale di grigi o gradazioni di colori per le mappe Pagina 279 di 286 vY pscoast per plottare territori masse d acqua
5. WP4 4_2 2 gt NO Anche nel caso dell NO bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni ottenute dalle simulazioni sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt forniscono delle rappresentazioni molto pi dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati variano tra 1 e 20 ppbv 1 9 e 38 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 55ppbv 95 5 ug m in particolare nelle primissime ore della mattina e in qualche caso anche nelle prime ore della sera Nelle localit extraurbane e sui nodi autostradali non si riscontravano valori particolarmente differenti I valori pi bassi sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione Anche per i dati concernenti PNO si potuto notare che il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo
6. Nell ambito del Work Package WP4 scopo del Task 4 1 quello di ricostruire uno o pi episodi di inquinamento accaduti in un passato recente nell area della regione Campania utilizzando una simulazione condotta con la Catena WRF EMEP CHIMERE Task 4 4 I dati di emissione EMEP per l Italia e la Regione Campania fino al 2007 sono raccolti su di un supporto informatico Allegato WP4 1_A2_ Questi dati sono stati resi disponibili dal Consorzio ISPRA ex ANPA come medie annuali sotto forma di Tabelle e Istogrammi per un numero cospicuo di inquinanti gassosi SOx NOx NH3 CO NMVOC idrocarburi totali non metanici e di articolato PMjo e PM3 inoltre sono disponibili i dati relativi ai metalli pesanti Pb Cd Hg e ai composti organici persistenti POP che sono tossici e o cancerogeni cio idrocarburi policiclici aromatici PAH diossine esaclorobenzene HCB policlorobifenili PCB All occorrenza sono disponibili in un differente Annuario i dati disaggregati per provincia Gli stessi dati con aggiornamenti successivi sono scaricabili direttamente dal sito EMEP per l Italia e per molti Paesi europei ed extra europei eventualmente divisi per settore di emissione traffico industria etc Le rappresentazioni di questi dati sotto forma di Trends annuali fino al 2008 per ciascuna delle sostanze citate sono riportate nella Banca Dati Allegato WP4 1_A3 _ Nella stessa Banca Dati sono riportate per poter visualizzare pi im
7. Pagina 161 di 286 Relazione Generale WP5 Come descritto nell allegato Derivable D1 Programma di ricerca lo scopo finale del Work Packages 5 quello di giungere alla Elaborazione e Validazione di scenari di inquinamento previsionali simulati in condizioni emissive dovute a variazioni tecnologiche o a diverse normative o infine a nuovi insediamenti produttivi o di servizio nel territorio regionale Per una pi estesa base di confronto si preferito quindi sviluppare sia dei nuovi scenari realistici e nuove campagne sperimentali di misure in differenti condizioni meteo climatiche primavera ed estate 2011 Task 5 1 5 4 Partendo anche da queste nuove elaborazioni e misure nel Task 5 5 sono stati prodotti degli scenari previsionali simulati In definitiva il Work Package WPS stato articolato nei seguenti Task 5 Task 5 1 gt Elaborazione di Scenari reali di inquinamento 6 Task 5 2 gt Posizionamento del Laboratorio mobile e integrazione dati Centraline ARPAC 7 Task 5 3 gt Nuova Banca dati da rilevazioni del Laboratorio Mobile e nuovi dati da Centraline ARPAC 8 Task 5 4 gt Analisi dei nuovi dati integrati e raccolti in una nuova stagione climatica confronto con gli Scenari reali prodotti 9 Task 5 5 gt Elaborazione di Scenari previsionali simulati per possibili variazioni tecnologiche nelle emissioni regionali ovvero per nuovi insediamenti produttivi o di servizio Il Task 5 1 consiste nella elabo
8. Stato di funzionamento delle Centraline ARPAC durante il periodo aprile maggio Misure delle polveri sottili PM10 I dati delle Centraline nei Capoluoghi nei primi giorni di aprile forniscono solo pochi valori compresi tra 15 e 51 g m situazione che si ripete nei giorni successivi Si tenga presente che in questa settimana si sono verificati eventi di turbolenza meteo con frequenti acquazzoni e temporali che possono avere parzialmente abbattuto le polveri sottili Pagina 247 di 286 Nei giorni dal 30 aprile al 13 maggio e dal 16 al 25 maggio qui si riportano risultati che verranno ripresi anche in WP5 4 le poche Centraline ARPAC ancora in funzione a Napoli registravano valori medi giornalieri compresi tra 16 e 40 g m nelle prime due settimane e di 16 e 34 g m nel secondo periodo 16 25 maggio quando in realt a Napoli era rimasta in funzione una solo centralina Le uniche centraline ancora in funzione ad Avellino e Salerno segnalavano valori rispettivamente compresi tra 14 e 20 e tra 18 e 34 g m con una punta di 53 g m il giorno 14 maggio Le due centraline ARPAC di Acerra registravano valori medi giornalieri compresi tra 7 e 42 g m con una punta di 51 g m il giorno 3 maggio in una di esse In tutto il mese di maggio le centraline ARPAC di Caserta e Benevento non fornivano alcun risultato per il PM 0 mentre qualche dato era registrato per il PM2 5 cos come in alcune centraline di Napoli Scuola Vanvitelli e di
9. 42 g m con punte fino a 60 g m sulla Circonvalla zione esterna di Napoli sull Asse mediano sul nodo delle Autostrade Caserta Salerno con quella Napoli Canosa Bari sul nodo tra questa ultima e le strade di raccordo con Benevento e Salerno rispettivamente e infine sul Distretto industriale di Avellino Est Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto nel primo stadio della catena di simulazione cio il modulo WRF Nella seconda settimana i valori calcolati erano compresi tra 16 e 32 g m sia nell area di Napoli che in quelle di Avellino e Salerno con punte di 40 42 g m mentre si registravano valori di 25 45 g m sui tronchi e i nodi autostradali e stradali con punte di 60 il luned 9 nelle primissime ore del mattino quando presumibilmente si rimettono in moto i TIR Nel periodo dal 16 al 25 maggio gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM jo compresi tra 18 e 35 g m sulle aree di Napoli e Salerno con valori minori di 7 13 g m su Avellino e di 45 g m su Acerra Nello stesso periodo si registravano valori di 25 50 g m sui nodi autostradali e sulla Circonvallazione esterna di Napoli con punte massime di 60 80 g m al solito all alba di luned 16 Nel periodo dal 29 maggio al 2 giugno la catena di calcolo WRF EMEP Chimere produce valori orari medi per il PM10 compresi tr
10. 6 8 aprile 2 6 maggio 2011 9 13 maggio 2011 16 23 maggio 2011 27 30 maggio 2011 30 giugno 4 luglio 2011 5 17 luglio 2011 Pagina 223 di 286 WP6 3 2 Confronti stagionali sintetici tra i Risultati calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE e quelli registrati dal Laboratorio Mobile e dalle Centraline ARPAC Introduzione Gli Scenari in una prima fase sono stati preparati relativamente ai giorni caratterizzati da clima autunnale e invernale da ottobre 2010 ai primi di febbraio 2011 in una seconda fase relativamente ai giorni di marzo caratterizzati da clima semi primaverile in una terza fase relativamente ai giorni di fine aprile maggio clima primaverile e infine ai giorni di fine giugno luglio clima estivo WP6 3 2 1 Fase caratterizzata da clima autunnale e invernale ottobre 2010 febbraio 2011 I risultati delle valutazione dei valori delle polveri sottili PM In dettaglio si pu effettuare la seguente analisi 1 a ottobre 2010 i risultati calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE forniscono valori medi orari oscillanti di 15 50 g m su tutto il territorio indagato con valori tra 15 e 27 g m o inferiore a 10 g m sull area di Napoli e punte massime di 35 50 g m in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno Valori analoghi sono
11. Ci stato realizzato mediante un seminario permanente costituito da un briefing sulle origini scopo e finalit del progetto ITM nell ambito del POR misura 3 17 da discussioni sul programma operativo di lavoro dei primi mesi sulla illustrazione della rete di contatti esistenti per la raccolta di dati sensibili Il seminario stato articolato in presentazioni in aula studio di testi e documenti discussioni curate dal Prof Barone coadiuvato anche da altri docenti del Dipartimento di Chimica Prof sse Del Vecchio e Giancola ecc ecc Sono state definite inoltre tutta una serie di pratiche burocratiche presso il Dipartimento di Chimica quali la creazione di registri per le firme di presenza la distribuzione dei relativi registri la richiesta per le assicurazioni dei borsisti ecc ecc La formazione del personale ITM stata sviluppata in maniera analoga a quella dei borsisti universitari ovvero attraverso seminario permanente gestito per direttamente dal coordinatore del progetto Ing Gallo che ha illustrato la ricerca nelle sue diverse fasi realizzative e nelle metodologie di project managment da utilizzare Alla luce di tali sviluppi tutti i soggetti coinvolti nel progetto di ricerca ovvero personale ITM cinque sistemisti tre operatori Ing Gallo Prof Barone con i borsisti messi a disposizione dal Dipartimento di Chimica dell Universit Federico II le societ CERTITEC e SISTEMA SERVIZI CONSULTING hanno lavorato
12. Per l O i valori medi misurati oscillavano tra 115 e 208 ug m 9 13 maggio 2011 Per gli NO i valori medi misurati a via Nicolardi oscillavano tra 3 6 e 15 2 ug m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 2 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 115 e 210 ug m 16 23 maggio 2011 Per gli NO i valori medi misurati nei pressi del Monaldi oscillavano tra 1 9 e 28 3 ug m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 8 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 134 e 180 ug m 27 30 maggio Edificio del Centro direzionale terrazzo ultimo piano Per gli NO i valori misurati oscillavano tra 30 e 140 ug m Per il CO i valori misurati non superavano 0 6 mg m A Per l O i valori medi misurati oscillavano tra 55 e 185 ug m 30 giugno 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo Per gli NO i valori misurati oscillavano tra 200 e 310 ug m Per il CO i valori misurati non superavano 1 2 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 42 e 69 ug m Pagina 175 di 286 1 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo Per gli NO i valori misurati non superavano 100 ug m i Per il CO i valori erano al di sotto della sensibilit dello strumento Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 20 e 120 ug m a 5 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale Per gli NO i valori misur
13. come i singoli valori che all interno di una stessa serie temporale hanno un valore residuo differenza fra il valore previsto da meccanismi di regressione e il valore riportato stesso pi grande di 2 5 volte la deviazione standard calcolata per l intera serie temporale Pagina 87 di 286 Ulteriori controlli vengono eseguiti valutando la comparabilit dei dati tra stessi settori e attivit che producono quel tipo di emissioni trasporti stradali ed extrastradali processi industriali combustione industriale combustione civile emissioni biogeniche Queste sorgenti costituiscono la maggior parte delle emissioni della regione Campania Una volta concluse le operazioni di controllo ed eventualmente ricostruzione di dati si perviene alla formazione dell inventario delle emissioni Nel caso di dati grigliati i dati vengono distribuiti su griglie con passo di 50 km nelle dimensioni orizzontali e che coprono l intero territorio europeo Un esempio riportato in Figura 1 of the highest value White cell 0 VS t ul y AE Tunisia MAN di f t h qie Ste ar EP 3 Map data 2010 Bas Figura 1 Esempio di dati di emissione EMEP concentrazione di NOx da tutte le fonti di emissione catalogate sia antropogeniche che biogeniche per l anno 2007 Ciascun elemento di griglia copre un area di 50 x 50 km Pagina 88 di 286 2 2 L attivit del CTN ACE L inventario di emissioni EMEP pu essere arricchito
14. osservatorio Pagina 238 di 286 Astronomico nel periodo di fine luglio e quelli di altre centraline Ospedale Santobono al Vomero via Argine mediamente pi alte Dal 22 al 24 settembre 2010 le determinazioni delle polveri sottili PM o in varie localit della Regione Montesarchio Benevento Citt Cancello Scalo Acerra scuole variano tra 8 e 16 g m nelle prime due localit e tra 22 e 25 g m nelle seconde due che risentono della presenza dell inceneritore Nello steso periodo le centraline ARPAC di Benevento Citt segnalavano valori molto pi alti di 31 43 g m mentre quelle di Acerra Citt davano 25 31 g m e quelle della Zona Industriale 40 g m In questi periodi i programmi di calcolo parallelo non erano stati ancora messi a punto Tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere e che le misure sono state condotte in orari limitati e diurni tranne i periodi dal 18 dicembre 2010 al 7 gennaio 2011 il confronto con i valori misurati per il PMyo sembra abbastanza soddisfacente Pagina 239 di 286 WP6 3 2 3 Fase caratterizzata da clima primaverile da fine aprile ai primi di giugno 2011 Polveri sottili PM Dal 30 aprile al 13 maggio in questo periodo di maggio con clima primaverile gli Scenari prodotti indicano per le polveri sottili PM 0 valori orari nella prima settimana compresi tra 10 e 24 g m nelle aree urbane con valori invece di 36
15. quindi si installato il software NetCDF Inizialmente la versione scelta stata l ultima rilasciata ossia NetCDF 4 1 1 tuttavia in seguito a problemi di configurazione con altri software e di stabilit si preferito poi installare la versione NetCDF 3 6 3 per ottenere un sistema collaudato e robusto Il software stato scaricato dal sito ufficiale http www unidata ucar edu successivamente stato disaggregato compilato e quindi installato Durante la fase di compilazione ed installazione si posta molta attenzione al superamento di tutte le varie fasi di debugging operazione ritenuta fondamentale per assicurare che il software non presentasse future situazioni imprevedibili e difficili da individuare in fase di elaborazione e in maniera tale da semplificare eventuali altre fasi di debugging relative ad un sistema pi complesso quale la catena modellistica utilizzata nel progetto nel quale NetCDF ricopre un ruolo importante Analizzando attentamente il contenuto della documentazione stata posta particolare attenzione per quanto riguarda la perfetta integrazione e configurazione del software con il Modello di dispersione che sar installato successivamente Dopo l installazione del NetCDF sono state configurate le variabili di ambiente richieste dal software ed stato verificato il corretto funzionamento Infine stato eseguito lo script ncdump ed analizzati i file di log generati per essere certi dell assenza
16. 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 6l 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 TZ 73 14 75 76 11 78 79 80 out 20110308_20110315_D0M3_03 out 20110308_20110315_D0M3_PMI10 out 20110316_20110323_D0M3_CO out 20110316_20110323_D0M3_NO out 20110316_20110323_D0M3_NO2 out 20110316_20110323_D0M3_03 out 20110316_20110323_D0M3_PM10 out 20110430_20110507_D0M3_CO out 20110430_20110507_D0M3_NO out 20110430_20110507_D0M3_NO2 out 20110430_20110507_D0M3_03 out 20110430_20110507_D0M3_PM10 out 20110507_20110513_D0M3_CO out 20110507_20110513_D0M3_NO out 20110507_20110513_D0M3_NO2 out 20110507_20110513_D0M3_03 out 20110507_20110513_D0M3_PM10 out 20110516_20110521_D0M3_CO out 20110516_20110521_D0M3_NO out 20110516_20110521_D0M3_NO2 out 20110516_20110521_D0M3_03 out 20110516_20110521_D0M3_PMI10 out 20110521_20110525_D0M3_CO out 20110521_20110525_D0M3_NO out 20110521_20110525_D0M3_NO2 out 20110521_20110525_D0M3_03 out 20110521_20110525_D0M3_PMI10 out 20110525_20110529_D0M3_CO out 20110525_20110529_D0M3_NO out 20110525_20110529_D0M3_NO2 out 20110525_20110529_D0M3_03 out 20110525_20110529_ D0M3_PMI10 out 20110529_20110602_D0M3_CO out 20110529_20110602_D0M3_NO out 20110529_20110602_D0M3_NO2 out 20110529_20110602_D0M3_03 out 20110529_20110602_D0M3_PMI10 out 20110704_20110708_D0M3_CO out 20110704_20110708_D0M3_NO out 20110704_20110708_D0M3_NO2 out 20110704_201
17. 7 Potenzialit dell analisi monitoraggio di aree non coperte dalla Rete Regionale di Centraline fisse supplenza o integrazione della Rete Regionale suggerimenti per il rafforzamento della R R C Potenzialit predittiva degli scenari 8 Capacit di simulare le conseguenze di variazioni nella tecnologia delle emissioni complessive o per settori industria servizi traffico o per l installazione di nuovi mpianti 9 Capacit di valutare la Qualit dell Aria a breve oggi domanidopodomani dallo scenario sviluppato per i 4 5 giorni precedenti D Utilizzabilit e Commerciabilit dei prodotti Pagina 222 di 286 A Sintesi delle Attivit svolte WP6 3 1 Calendario sinottico progressivo scenari calcolati misure laboratorio mobile Scenari PMio CO NO NO O clima autunnale 6 9 ottobre 2010 clima invernale 15 20 dicembre 2010 25 30 dicembre 2010 2 7 gennaio 2011 26 31 gennaio 2011 31 gennaio 6 febbraio clima semi primaverile 1 8 marzo 2011 8 15 marzo 2011 16 23 marzo 2011 clima primaverile 30 aprile 7 maggio 7 maggio 13 maggio 16 21 maggio 21 25 maggio clima estivo 6 8 luglio Laboratorio mobile DUST SCAN PM 14 16 dicembre 2009 23 26 luglio 2010 22 24 settembre 2010 16 21 dicembre 2010 27 31 dicembre 2010 1 7 gennaio 2011 2 6 maggio 2011 9 13 maggio 2011 16 23 maggio 2011 Laboratorio mobile ETL BUS CO NO 03 25 31 gennaio 2011 1 10 febbraio 2011
18. Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno I valori pi alti si sono registrati con minimi di 15 40 ug m ma con punte massime di 80 110 ug m il giorno 3 gennaio luned 2011 sulla Napoli Canosa Bari in corrispondenza degli svincoli Avellino Salerno e Avellino Benevento e della zona Industriale di Avellino Est evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e Pagina 138 di 286 l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane alla ripresa delle attivit all inizio del nuovo anno 3 interessanti nodi Anche in qusto periodo valutato i valori calcolati pi alti 100 110 ue m autostradali extraurbani risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 Nel periodo 26 31 gennaio e dal 31 gennaio al 6 febbraio 2011 gli scenari riportati hanno indicato abbastanza uniformemente valori tra 5 e 25 ug m con punte massime di 35 40 ug m tra le 7 e le 8 del mattino del 28 gennaio su tutto il territorio regionale Valori tra 10 e 25 ug m si mantenevano nell area urbana di Napoli e dei Capoluoghi ma a partire dal 27 mattina si sono calcolati valori quasi sempre dell ordine di 35 40 g m con punte anche di 70 80 ug m e
19. GrADS stato portato sulla maggior parte dei sistemi operativi e delle architetture hardware attualmente utilizzati ed liberamente distribuibile su Internet GrADS usa un ambiente di dati a quattro dimensioni longitudine latitudine livello verticale e tempo dati sono disposti e posizionati all interno dello spazio georeferenziato mediante un file di descrizione Lo strumento ha una grande versatilit ed capace di visualizzare dati di tipo puntuale ad esempio prodotti da stazioni di campionamento e dati distribuiti su griglie georeferenziate che possono essere regolari a maglie spaziate in maniera non lineare gaussiane o a risoluzione variabile GrADS implementa un sistema di visualizzazione a strati in maniera analoga a quanto fanno i sistemi di tipo GIS in modo da permettere la sovrapposizione grafica di layers differenti tenendo conto dei riferimenti spaziali e temporali Tutte le operazioni sui dati vengono effettuate in maniera interattiva utilizzando un sistema a linea di comando che interpreta istruzioni molto simili al linguaggio Fortran Questo linguaggio di programmazione script dotato di variabili costrutti iterativi e condizionali caratterizzato da un ricco insieme di funzioni finalizzato all elaborazione dei dati scientifici che possono essere ulteriormente espanse dall utente anche grazie a numerose librerie aggiuntive Sono pubblicate le idonee interfacce per permettere l espansione del linguaggio mediante funzionali
20. ITM Il personale ITM verr infatti coinvolto da subito affinch possa acquisire velocemente le competenze necessarie per perseguire gli obbiettivi prefissati Le 6 principali aree tematiche in cui essi saranno impegnati sono e Sistemi HW e SW di calcolo e rappresentazione grafica e Implementazione e validazione dei modelli preesistenti e dei loro sviluppi sui sistemi HW e Ricostruzione di passati episodi di inquinamento atmosferico acuto e Produzione elaborazione ed analisi di scenari realistici e Definizione delle aree territoriali e funzionali di intervento e Progettazione delle campagne di rilevazione mobili e utilizzo dei dati delle centraline ARPAC Descrizione Task 1 2 Il task 1 2 si pone la produzione come deliverable della pianificazione delle attivit cui fa seguito la stesura di un nuovo e maggiormente dettagliato piano di avanzamento lavori GANTT definitivo In esso sono state individuate e definite le risorse umane da impegnare nel corso del programma di ricerca le tempistiche inerenti forniture e servizi ed un ultima istanza la revisione dei tempi di realizzazione L attivit di coordinamento garantir anche l attivit di rendicontazione tecnica ed amministrativa e si svilupper per tutta la durata del progetto essa sar gestita attraverso il controllo di un programma di avanzamento lavori concordato con la direzione tecnico scientifica corredato da relazioni e rapporti preventivi e consunt
21. M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 TABELLA 6 15BIS MILESTONES Denominazione Collaudo sistema calcolo parallelo Collaudo sistema cartografico Verifica equipaggiamento laboratorio mobile Verifica scenari storici Verifica scenari reali Verifica rete di campionamento Verifica scenari simulati con traccianti Verifica grafici e mappe WP Task WP 2 Task 2 1 WP 6 Task 6 1 WP 4 Task 4 2 WP 4 Task 4 1 WP 4 Task 4 4 WP 5 Task 5 2 WP 5 Task 5 5 WP 6 Task 6 3 Mese 11 14 15 Data ultimazione 31 01 2010 31 05 2010 30 09 2010 31 07 2010 30 09 2010 31 10 2010 31 01 2011 20 02 2011 Pagina 17 di 286 Consuntivo Allegato WP1 7 al 18 08 2011 Anno 2010 Elemento s Attivit di Riferimento NOV DIC GEN MAR APR MAG 20 11 09 31 12 09 31 01 10 28 02 10 31 03 10 30 04 10 31 05 10 30 06 10 31 07 10 31 08 10 n m w SETT OTT GIU 30 09 10 31 10 10 30 11 10 31 01 11 28 02 11 31 03 11 30 04 11 31 05 11 30 06 11 g E E E E 18 08 11 Progettaz Direz amp Coord WP1 Programma ricerca Task 1 1 Piano Avanzamento Task 1 2 Sviluppo Sistema Calcolo WP2 Il Sistema di Calcolo Tasl 2 1 Implementazione Modelli WP3 Modello Metereologico Regionale Task 3 1 Modello Emissione Task 3 2 Modello Dispersione e Reaz Task 3 3 Validaz Mod Qualit Aria AQM WP4 Scenari Storici Task 4 1 Laboratorio Mobile T
22. Un primo elemento si riconnette a quanto detto prima cio che l atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da Pagina 236 di 286 componenti fortemente ossidanti NO e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come 1 NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V D altra parte i dati delle Centraline ARPAC dei Capoluoghi effettuano come gi sottolineato medie giornaliere e i minimi precedenti si riferiscono quasi sempre a orari di punta primo pomeriggio e al solito in aree relativamente lontane dai siti ove operano le Centraline stesse Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare CONCLUSIONE Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati co
23. WP 6 Allegati Documentazione Sintetica Modulo Software 3 Pagina 268 di 286 Manuale Descrittivo Modulo 3 Rendering dei Dati Generalit La catena modellistica WRF CHIMERE implementata nell ambito del progetto permette di ottenere dati in formato NetCDF Il modello multi scala Chimere stato concepito essenzialmente per produrre previsioni giornaliere di ozono aerosol e altri agenti inquinanti ed effettuare simulazioni di lungo termine per gli scenari di controllo delle emissioni Chimere lavora a cavallo di una gamma di scale spaziali che vanno da quella regionale parecchie migliaia di chilometri a quella urbana 100 200 Km con una risoluzione da 1 2 km a 100 km Analogamente per il modello WRF Nell ambito del progetto per la rappresentazione grafica dei dati di emissione in formato NetCDF ottenuta dall elaborazione dei modelli WRF e Chimere stato sviluppato un software di rendering ad hoc utilizzando alcune funzioni di GrADS uno strumento open source specifico per la rappresentazione geografica dei dati che utilizza i dati ottenuti in formato NetCDF ma trasformati in una versione compatibile per la rappresentazione grafica Le funzionalit di GrADS sono state utilizzate sia per quanto riguarda la rappresentazione dell output del modello Chimere sia per l output del modello WRF Il software stato sviluppato ad hoc per rispondere alle esigenze del progetto che prevedono un rendering specifico basato su mappe che po
24. a partire da un inquinante primario quale per l appunto il bissido d azoto NO2 questo infatti viene foto scisso formando NO e un atomo di ossigeno molto reattivo Quindi l ossigeno atomico eccitato reagisce con l ossigeno molecolare dando luogo appunto all ozono 03 Quindi la produzione antropica dell Ozono indiretta dato che esso viene prodotto a partire da inquinanti primari Per estensione si pu quindi affermare che le principali sorgenti antropogeniche risultano essere quelle che liberano gli inquinanti precursori e cio il traffico automobilistico 1 processi di combustione l evaporazione dei carburanti i solventi ecc Il BENZENE un idrocarburo aromatico strutturato ad anello esagonale a temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore che evapora molto velocemente La pericolosit principale del benzene che esso una sostanza cancerogena e anche brevi esposizioni ad alte concentrazioni possono provocare gravi effetti Il traffico veicolare la principale fonte d inquinamento da benzene in aree urbane infatti circa il 95 del benzene deriva dai gas di scarico degli automezzi a benzina mentre il restante 5 deriva dalle emissioni dovute all evaporazione del benzene presente nel serbatoio e nel carburatore o da miscele disolventi Il PARTICOLATO ATMOSFERICO Il particolato costituito dall insieme di particelle molto piccole liquide solide aerosol presenti in atmosfera da sole o com
25. circuitali In presenza invece di gas ossidanti la reazione porta a una diminuzione degli elettroni liberi e a un aumento della barriera di potenziale e quindi della resistenza del sensore Nel caso di semiconduttori di tipo p il comportamento pu essere descritto in maniera analoga tenendo conto che in tal caso i portatori maggioritari di carica sono le lacune Pagina 118 di 286 ANALIZZATORE DI PARTICOLATO DUSTSCAN SENTINEL MODEL 3030 Rupprecht amp Patashnick co Inc Caratteristiche tecniche Principio di misura Sorgente luce Flusso di campionamento Teste di campionamento Tubo di campionamento Velocit acquisizione dati Memoria dati Intervalli valori mediati Ranger operativi Risoluzione a display Incertezza della isura Temperatura di esercizio Alimentazione Consumo Dimensioni Peso totale light scattering laser 3 mW 670 nm 2 L min PM 2 5 PM 10 TSP lunghezza 30 5 cm 1 m 2 m opzionali diametro 1 27 cm 1 dato sec 25 000 dati data e ora inclusi 1 10 30 60 min 0 0 5 0 1 0 10 0 100 mg m3 0 001 mg m3 0 002 mg m3 0 0 5 e 0 1 range 0 010 mg m3 0 10 range 0 100 mg m3 0 100 range 15 60 C 100 240 VAC 50 60 Hz 200 mA con flusso 2 l min 31 8 x 28 6 x 16 5 cm H x W x D Altezza tubo campionamento 30 5 cm con batterie ad alta capacit 4 3 kg Pagina 119 di 286 ta de WPA Strumento DUST SCAN nella conf
26. coste e fiumi v pstext per plottare stringhe di testo su mappe in diverse modalit Il GMT fornisce di fatto le funzionalit e i comandi con la quale sono stati realizzati gli script di rendering grafico nella modalit di visualizzazione basata sulle funzionalit di Chimere Di seguito un esempio di elaborazione grafica che possibile ottenere attraverso gli strumenti di rendering realizzati con questo linguaggio Output Grafico ottenuto attraverso gli script basati sulle funzionalit Chimere Pagina 280 di 286 ADMIN GUIDE Questo modulo riguarda la visualizzazione grafica degli output ottenuti in seguito all esecuzione del modello di dispersione e impatto ambientale in maniera tale da ottenere una banca dati cartografica con l analisi dell impatto ambientale L utente pu utilizzare l interfaccia per automatizzare il rendering delle simulazioni selezionando dalla stessa giusto l input principale ovvero la data della simulazione In questo modo pu analizzare i dati ottenuti senza interagire direttamente con gli script a basso livello che compongono il software alla base dell elaborazione Tuttavia se si necessita di una personalizzazione pi spinta si fornisce comunque all utente la possibilit di modificare totalmente i parametri presenti negli script Date le numerosissime opzioni disponibili e configurabili non possibile andare ad analizzare all interno degli script tutti i parametri ed opzioni sui coman
27. costituito da un furgone sul quale stata installata una stazione multiparamentrica PETL BUS della UNITEC di propriet della Societ CERTITEC in grado di effettuare in continuo le analisi del e Monossido di Carbonio CO e Ossidi d Azoto NO e Ozono 03 e in contemporanea di misurare e Temperatura e Umidit relativa e all occasione l inquinamento sonoro La scelta operata consente di spostare agevolmente il laboratorio che munito di batteria quindi pu effettuare l analisi senza necessariamente collegarsi all alimentazione elettrica Inoltre come mostrato nella figura 1 il sistema di prelievo consente di campionare aria a circa 1 5 m dal fondo stradale Pagina 113 di 286 Sistema di prelievo di aria ad un altezza inferiore ai 1 5 m aria consente campionare ambiente Figura WP4 2 1 Laboratorio mobile Per l analisi del particolato PM o e PM stato utilizzato l analizzatore in continuo DUST SCAN Sentinel della R amp P di propriet del Dipartimento di Chimica della Universit Federico II Questa strumentazione come gi detto per le sue dimensioni ridotte semplice da collocare e ha a sua volta una sua alimentazione completamente autonoma che consente di effettuare analisi sia direttamente a livello stradale che su terrazze o balconate La misura si basa sul principio del Light Scattering Diffusione di luce monocromatica e fornisce misu
28. e Script doReal Questo script esegue il modulo Real del WRF Richiede 5 input gli stessi dello script precedente il doMetgrid scratchDir tarFile initialDate hours numberOfNests FUNZIONAMENTO Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto e dopo aver linkato logicamente l eseguibile di questo modulo realexe presenti nella sottodirectory run della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT lo script crea dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del Real e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile real exe L utente deve settare in questa namelist numerosi parametri che riguardano le opzioni fisiche e numeriche del modello vedi manuale operativo Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dal Real e 1 file di output all interno della directory temporanea creata dal doSetup Pagina 62 di 286 e Script doWrf Questo script esegue il modulo Wrf del WRF Richiede 5 input gli stessi degli script precedenti doMetgrid e doReal scratchDir tarFile initialDate hours numberOfNests FUNZIONAMENTO Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto lo script linka logicamente i numerosi file necessari all esecuzione di questo modulo real exe presenti nella sottodirectory run della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWR
29. gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 05 2011 al 30 06 2011 Task 5 2 Programma di Campionamento e simulazione sviluppato nell arco temporale che va dal 01 05 2011 al 30 06 2011 Task 5 3 Banca dati gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 05 2011 al 31 07 2011 Task 5 4 Risultato analisi gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 05 2011 al 31 07 2011 Task 5 5 Scenari di inquinamento gt sviluppato nell arco temporale che va dal simulato simulati da nuovi insediamenti 01 05 2011 al 31 07 2011 Il WP6 corrispondente all attivit di Qutput rappresentazione si sviluppa nell arco temporale che va dal 01 09 2010 al 18 08 2011 Il WP6 sar articolato nei seguenti Task Pagina 14 di 286 Task 6 1 Installazione modello SW grafico gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 09 2010 al 30 11 2010 Task 6 2 Tabelle dati grafici e mappe gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 09 2010 al 18 08 2011 Task 6 3 Analisi dei risultati gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 09 2010 al 18 08 2011 Infine le Milestones introdotte nel nuovo programma di ricerca sono state introdotte nel Diagramma di Gantt attraverso la numerazione introdotta nel campo Nr della tabella seguente Milestones Nr Denominazione WP Task Data ultimazione M1 Collaudo sistema calcolo parallelo WP 2 Task 2 1 31 01 2010 Elaborazione modello meteorologico M2 i WP 3 Task 3 1 30
30. ha prodotto risultati finali per il giorno 21 marzo dettati da un forte vento da Est come si riscontrato anche per gli scenari relativi alle polveri sottili I valori riportati dalle Centraline ARPAC variavano nelle settimane di marzo tra 15 e 45 ug m e tra 10 e 50 ug m nella prima settimana di aprile Pagina 150 di 286 WP4 4_2 3 gt CO Anche nel caso del CO bisogna altres tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno I valori pi elevati sono riscontrati nelle prime ore del mattino quando i motori sono freddi e le combustioni poco efficienti Comunque gli scenari in questo caso potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori simulati 0 16 0 90 ppbv corrispondenti a 0 19 1 05 mg m sono pi alti dei dati riportati dalle Centraline spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana D altra parte si tenga presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativam
31. ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione D altra parte le Centraline del Museo Nazionale di Napoli dell Ospedale Santobono e delle Ferrovie segnalavano dei valori particolarmente alti il 30 dicembre e il 7 gennaio Pagina 141 di 286 Nel periodo 26 31 gennaio e dal 31 gennaio al 6 febbraio 2011 i valori simulati variano tra 1 e 22 ppbv 2 43 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 40 50 ppbv corrispondenti a 78 97 ug m nelle prime ore delle mattinate tra le 6ele9 Nello stesso periodo le Centraline ARPAC nei Capoluoghi hanno registrato valori tra 10 e 50 ug m nei giorni 3 7 13 20 e dal 27 al 31 gennaio e fino al 4 febbraio con i valori medi giornalieri pi accentuati nelle Centraline di Napoli Vecchio Policlinico Museo Nazionale Ospedale Santobono di Benevento Ospedali Civili Riuniti e Salerno ASL2 mentre i valori pi bassi sono riportati come in precedenza dalle Centraline dello Osservatorio Astronomico di Napoli e da quelle di Avellino Citt Nei giorni 5 7 febbraio le Centraline ARPAC nei Capoluoghi hanno registrato una impennata molto forte con valori medi giornalieri tra 40 e 95 ug m in Napoli citt In tutto il periodo valutato i valori calcolati pi alti interessano i centri urbani e non risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare
32. l opzione 2 produce file di tipo NetCDF Pagina 70 di 286 sezione amp geogrid ciascuna colonna dei primi 7 campi si riferisce ai domini settati 3 amp geogrid parent_id Si p Aye 2 parent_grid_ratio 1 3 3 i parent_start l 34 38 j parent_start 1 30 48 e_we 104 103 103 e_sn 104 103 103 geog_data_res 30s 30s 30s dx 27000 dy 27000 map_proj lambert ref_lat 45 40 ref_lon 13 47 truelat 30 0 truelat2 60 0 stand_lon 98 0 geog_data_path geog OPT_GEOGRID_TBL_PATH geogrid n ro identificativo del dominio madre PD rapporto tra i passi di griglia tra PD e innestato ND punto di ancoraggio lungo la direzione S N del ND in punti griglia del PD punto di ancoraggio lungo la direzione E W del ND in punti griglia del PD n ro di punti griglia in direzione E W n ro di punti griglia in direzione S N risoluzione dei dati terrestri passo di griglia in m in direzione E W passo di griglia in m in direzione S N proiezione di mappa Lambert per le medie latitudini latitudine del punto centrale del PD longitudine del punto centrale del PD latitudine vera per definire la proiezione Lambert latitudine vera per definire la proiezione Lambert parametro non valido nel caso di proiezione Lambert directory dei dati terrestri link alle tabelle necessarie per comunicare al Geogrid i metodi di interpolazione dei dati terrestri Per f
33. lora 250 Benzene Anno 10 DM 60 2002 1g m CO Media otto ore 10 DM 60 2002 mg m O3 Media oraria 180 attenzione Dir 92 72 CEE ug m 240 allarme Rumore Media oraria 70 diurno DPCM 14 11 97 dB 70 notturno il valore limite del benzene a partire dal 2005 deve decrescere di 1 ug m ogni anno fino al 2010 Pagina 129 di 286 Campagna di Misure L indagine stata condotta in modo da analizzare le concentrazioni degli inquinanti da gas e da polveri in una serie di siti distribuiti sul territorio regionale Questa campagna di monitoraggio si sviluppata nel periodo compreso tra Luglio 2010 Aprile 2011 secondo il calendario A 9 bis di seguito riportato Ad essa hanno prese parte attiva oltre che i Borsisti del Dipartimento di Chimica coinvolti nel progetto le societ CERTITEC e SISTEMA SERVIZI CONSULTING sotto la guida e il coordinamento del Prof Guido Barone e dell ing Michele Gallo La rete di rilevazione riportata nell allegato A9 ter insieme alla planimetria delle postazioni riportate nell all A9 Quater Per ciascun sito investigato con strumentazione DUSTSCAN sono riportati le temperature iniziali e finali dell intervallo di misura le rispettive umidit relative le pressioni atmosferiche gli orari di inizio e fine della misura e infine i valori medi sperimentali del PM o e i rispettivi valori corretti in base alla taratura dello strumento Per i siti investigati con strumentazione ETLBUS sono rip
34. ossidi di calcio alluminio magnesio e ferro silice e silicati pi finemente suddivisi il PM pu essere costituito anche da materiali organici pollini spore e detriti animali e da altri componenti come i nitrati di clorio solfati di ammonio e di potassio provenienti dalla disidratazione dell areosol marino Mentre la frazione PM del particolato costituita da una frazione non trascurabile di origine naturale il PM 5 e le frazioni ultrafini come il PM sono quasi esclusivamente di origine antropica la loro formazione da imputare cio prevalentemente all attivit dell uomo Le particelle fini sono infatti generate da processi di combustione combustione di gasoli e benzine per autotrazione attivit industriali riscaldamento domestico etc oltre che da altre sorgenti secondarie quali emissioni di solventi spray o fumi degli alimenti cucinati Come per il coarse anche la frazione fine formata da una grande variet di costituenti in particolare sono predominanti carbonio elementare nerofumo che trasporta in forma adsorbiti composti organici derivati da combustione e processi di cottura tra cui gli IPA idrocarburi policilci aromatici detti anche PAH ad azione altamente cancerogena come i PCB PoliCloroBifenili le PCDD e i PCDF PoliCloroDibenzoDiossine e PoliCloroDibenzoFunari nonch cluster granuli di atomi metallici ad es Sali di ferro rame cadmio piombo nichel ma anche Sali di ammonio e potassio Ovvia
35. potrebbe indicare che esso disperso su tutto il territorio in strati sovrapposti e che l aria regionale caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 O3 e da componenti chimicamente riducenti Ci comporta una notevole capacit reattiva residuale Questi risultati quindi non dovrebbero inficiare la validit degli scenari calcolati e riportati indicando che effettivamente le concentrazioni del CO sono molto pi alte dell atteso sul complesso del territorio rispetto a quanto segnalato dalle Centraline ARPAC urbane e che il CO stesso diffonde anche verso i piani alti degli edifici delle aree collinari oltre ad accumularsi nei distretti industriali e nei nodi autostradali Ozono 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere 11 confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli Pagina 252 di 286 scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima Nel periodo estivo 4 8 luglio i valori calcolati hanno presentato dei valori relativamente bassi anche di solo 28 47 g m ma s
36. scaricano i dati raccolti e si recuperano gli strumenti Successivamente verranno analizzati i dati ottenuti WP5 3 e riportati in una nuova Banca Dati WP5 3_A12 e A_13 3 Da luned 16 maggio a luned 23 maggio via Orsolone a Santa Croce 29 terrazza nei pressi Ospedale Monadi Il luned si scaricano i dati raccolti e si recuperano gli strumenti Successivamente verranno analizzati i dati ottenuti WP5 3 e riportati in una nuova Banca Dati WP5 3_A12 e A_13 Misure di maggio giugno e luglio solo con attrezzatura ETL BUS Pagina 171 di 286 4 Da venerd 27 maggio a luned 30 maggio verranno effettuate le rilevazioni in un Edificio del Centro Direzionale terrazzo ultimo piano 5 Dal 30 giugno al 1 luglio verranno effettuate le rilevazioni di nuovo presso la sede di via Consalvo della CERTITEC 6 Dal 1 al 4 luglio su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo 7 Dal 5 all 11 luglio a San Nicola la Strada su terrazzo di un edificio 8 Il 12 luglio su piazzola autostradale di Nola Successivamente verranno analizzati i dati ottenuti WP5 3 e riportati in una nuova Banca Dati WP5 3_A_13 Posizionamento e scarico dati da DUST SCAN verranno eseguiti dal personale del Dipartimento di Chimica e dalla con SISTEMA SERVIZI CONSULTING sotto la guida del Responsabile Scientifico Posizionamento e scarico dati da ETL BUS verranno eseguiti dalla CERTITEC in collaborazione con SISTEMA SERVIZI CONSULTING sotto la respons
37. sulla base del sistema di nomenclatura utilizzato stato realizzato lo script mod3grads1 che si occupa di organizzare i file immagine prodotti classificandoli in base allo scenario all inquinante e al giorno a cui si riferisce In questo modo viene generato in un modo del tutto automatizzato un vero e proprio Sistema Cartografico che archivia tutti i file immagine generati seguendo dei criteri ben precisi all interno di una struttura a 2 livelli Il livello 1 rappresenta la directory della scenario renderizzato e il livello 2 sono i file immagine generati Allo scopo di automatizzare e rendere pi accessibile il rendering lo script mod3grads1 stato modificato per permettere di automatizzare completamente tutti i passi necessari dall esecuzione del rendering fino alla realizzazione automatizzata del Sistema Cartografico In questo modo dopo aver convertito gli output degli scenari di inquinamento attraverso lo script chmtograds come visto in precedenza basta semplicemente lanciare lo script mod3grads1 per automatizzare tutto e ottenere i file immagine generati dal rendering all interno del Sistema Cartografico In pratica lo stesso mod3gradsl quando viene eseguito si occupa a sua volta di eseguire lo script di rendering mod3grads1 gs e infine di archiviare i risultati ottenuti In questo modo si ottenuto un sistema di rendering e archiviazione completo e di facile utilizzo Per quanto riguarda il rendering alternativo
38. 2010 2011 e con i relativi dati sperimentali Task 4 3 e Task 4 4 Il Task 5 5 stato quindi dedicato alla elaborazione di Scenari previsionali simulati per variazioni nelle emissioni di inquinanti gassosi e di particolato a seguito di nuove regolamentazioni e restrizioni nel traffico o alla implementazione di nuove tecnologie energetiche e produttive Allegati WP5 5_A15 e WP5 5_A16 o per la presenza di nuovi insediamenti produttivi o di servizio sul territorio regionale Pagina 163 di 286 WPS5 1_Relazione Generale Task 5 1 Elaborazione di scenari di inquinamento prodotti in differenti contesti meteorologici primavera 2011 ed estate 2011 rispetto ai precedenti riportati nella Relazione WP4 4 Questa nuova applicazione della Catena WRF EMEP CHIMERE viene sviluppata in connessione con una situazione meteorologica primavera 2011 differente da quella del TASK 4 4 autunno inverno 2010 2011 e periodo semi primaverile 2011 per saggiare la potenzialit dell approccio modellistico e consentire di fare raffronti tra le differenti Qualit dell Aria regionale in differenti condizioni meteorologiche E stato possibile in tal modo stimare le emissioni e individuare le aree principali di dispersione e ricaduta nelle nuove condizioni meteorologiche e definire il nuovo scenario di inquinamento Gli scenari prodotti nel TASK 5 1 sono stati articolati in sette fasi 30 aprile 7 maggio 7 maggio 13 maggio 16 21 maggio 21
39. 3 del progetto sviluppato sulla base delle indicazioni presunte all Universit degli Studi di Napoli Federico II Tale pacchetto software dovr permettere di elaborare diverse tipologie di rendering dei dati di output ottenuti dalle precedenti simulazioni Tutti i software presenti nel pacchetto sono stati ovviamente trattati seguendo le istruzioni indicate nella documentazione ed i manuali forniti con lo stesso e installati all interno dell ambiente di calcolo che ospita la catena modellistica utilizzata nel progetto Successivamente sono stati riadattati e riconfigurati per il sistema di calcolo in base alle nostre esigenze di rendering Per una corretta organizzazione del lavoro da svolgere stato deciso di pianificare il progetto in 3 diverse fasi da portare a termine in maniera sequenziale e WP6 1 Installazione del Modulo Software grafico e WP 6 2 Produzione di Tabelle di dati Grafici e Mappe e WP6 3 Analisi dei risultati Infine per semplificare e velocizzare il lavoro da parte dell utente operatore circa la configurazione e esecuzione dei moduli software forniti prevista un interfaccia utente grafica user friendly realizzata ad hoc proprio allo scopo di nascondere all utente tutta la complessit sottostante L interfaccia inoltre deve fornire una serie di opzioni per permettere una completa personalizzazione dei dati che si desidera visualizzare e dare la possibilit attraverso un sistema di
40. 30 11 2009 31 07 2011 1 31 01 2010 2 30 06 2010 4 31 10 2010 5 31 10 2010 8 31 12 2010 1 30 04 2010 8_ 31 03 2011 11 30 05 2011 18 30 06 2011 18 30 07 2011 18 31 07 2011 18 31 07 2011 18 31 07 2011 10 30 11 2010 10 18 08 2011 10 18 08 2011 Pagina 12 di 286 IL DIAGRAMMA DI GANTT Il diagramma di Gantt rappresenta l organizzazione temporale delle attivit descritte nel nuovo programma di ricerca Pertanto le attivit di riferimento risultano suddivise in WP work packages ciascuno articolato in Task Il Gantt suddiviso in mesi numerati dal mese n 1 corrispondente a Dicembre 2009 che comprende l arco temporale che va dall 01 12 2009 al 31 12 2009 al mese n 21 corrispondente a Luglio 2011 che comprende l arco temporale che va dall 01 08 2011 al 18 08 2011 Il diagramma parte dalla data di inizio progetto corrispondente al 20 11 2009 Il WP1 corrispondente all attivit di Progettazione direzione e coordinamento si sviluppa per tutta la durata del progetto prevedendo riunioni operative con frequenza almeno settimanale Il WPI articolato nei seguenti Task Task 1 1 Programma di ricerca sviluppato nell arco temporale che va dall inizio del progetto 20 11 2009 al 30 11 2009 Task 1 2 Piano di avanzamento sviluppato per tutta la durata del progetto Il WP2 corrispondente all attivit di Sviluppo del sistema di calcolo si articola nel solo Task 2 1 Il sistema di calco
41. 46 ppbv 62 73 ug m valori che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica In tutto questo periodo i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC raggiungevano solo in pochi casi valori di 100 ug m Alcune punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione In tutto il periodo valutato i valori calcolati pi alti interessano i centri urbani e non risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inguinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 I valori calcolati dagli scenari sembrano parzialmente sottostimati rispetto a quelli misurati in alcuni giorni dalle Centraline ARPAC Un primo elemento si riconnette al fatto che l ozono 03 eso molecolare 48 contrariamente al CO un gas molto pi pesante dell aria si confronti il eso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a stratificarsi vicino al livello del suolo laddove le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza I risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE si riferiscono invece ad Pagina 145 di 286 una quota corrispondente ad una pressione convenz
42. 60 del 2 aprile 2002 vengono recepite sia la direttiva 1999 30 CE concernente i valori limite per il biossido di zolfo il biossido di azoto le polveri ed il piombo che la direttiva 2000 69 CE per il benzene ed il monossido di carbonio Il DM 60 02 definisce per gli inquinanti normati i valori limite ed i margini di tolleranza e le soglie da non superare per un numero stabilito di giornate all anno per PM ed NO Nessuna indicazione viene data dalla normativa vigente per le polveri a dimensione inferiore al PM o se non quella di considerare come valori accettabili gli stessi previsti per la frazione a dimensione maggiore I parametri di riferimento per la concentrazione di 03 e per il rumore sono stati estratti rispettivamente dalla Direttiva Comunitaria 92 72 CEE e dal Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 14 11 97 Rispetto al rumore la normativa discrimina i siti in relazione alle caratteristiche di uso e di abitazione distinguendoli in 6 classi il sito ospitante la Delfino S p A corrisponde ad un sito di classe VI aree esclusivamente industriali i cui valori di riferimento sono riportati in Tabella 2 assieme ai limiti previsti per le altre sostanze Tabella 2 Standard di riferimento per la qualit dell aria Inquinante Periodo di Valore Normativa di Pagina 128 di 286 mediazione riferimento PMjo Anno 40 DM 60 2002 ug m 24 ore 50 SO lora 350 DM 60 2002 ug m 24 ore 125 NO Anno 50 DM 60 2002 ug m
43. Allegati WP5 3_A12 e WP5 3_A13 relative alle nuove condizioni meteorologiche primaverili ed estive ma sono serviti per il confronto con i nuovi scenari d inquinamento sviluppati dal polo di calcolo parallelo nella diversa stagione climatica Task 5 4 Una nuova Banca Dati Allegato WP5 3_A14 contiene i corrispondenti dati ottenuti dalle Centraline ARPAC nel periodo da maggio a luglio 2011 oltre a quelli gi riportati di marzo e aprile 2011 Campagne di misure delle polveri sottili PM e di inquinanti gassosi ossidi di azoto NO monossido di carbonio CO e ozono 03 Rilevazioni sono state effettuate nei seguenti periodi dal 2 al 5 maggio 2011 presso il Dipartimento di Chimica del Campus Universitario di Monte S Angelo via Cintia dal 9 al 13 maggio 2011 presso via Nicolardi su di una terrazza di un edificio piano alto dal 16 al 23 maggio 2011 presso via Orsoline a Santa Croce nei pressi dell Ospedale Monaldi su di una terrazza di un edificio piano alto da venerd 27 maggio a luned 30 maggio 2011 presso un edificio del Centro direzionale terrazzo piano alto dal 30 giugno al 1 luglio 2011 per i soli inquinanti gassosi di nuovo presso la sede CERTITEC di via Consalvo dal 1 al 4 luglio 2011 per i soli inquinanti gassosi su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo Pagina 173 di 286 dal 5 all 11 luglio 2011 per i soli inquinanti gassosi a San Nicola la Strada su di un terrazzo di un edificio
44. Centraline ARPAC funzionanti per gli stessi giorni I dati delle Centraline ARPAC per il periodo interessato sono stati raccolti su di un CD che costituisce la Banca Dati WP4 3_ Allegato_ A7 WP4 4_3 Confronto tra le determinazioni delle concentrazioni di polveri sottili misurate con il DUST SCANN Laboratorio mobile e i dati delle Centraline ARPAC WP 4 4_3 1 PMyo Tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere e che le misure sono state condotte in orari limitati e diurni tranne i periodi dal 18 dicembre 2010 al 7 gennaio 2011 il confronto con i valori misurati per il PM sembra abbastanza soddisfacente Nota bene si deciso che le localit prescelte per le misure non fossero strettamente adiacenti alle localizzazioni delle Centraline ARPAC In questi periodi i programmi di calcolo parallelo non erano stati ancora messi a punto Fase caratterizzata da clima estivo In dettaglio riferendosi ai giorni riportati nella introduzione si pu effettuare la seguente analisi 23 e 26 luglio 2010 le determinazioni delle polveri sottili PM o in varie localit della Citt di Napoli da Bagnoli all Eremo dei Camaldoli registrano valori compresi tra 5 5 e 21 ug m questi valori sono intermedi tra quelli medi giornalieri registrati dalla centralina ARPAC dell osservatorio Astronomico nel periodo di fine luglio e quelli di altre centraline Ospedale Santobono al V
45. Circonvallazione esterna di Napoli e di 50 80 ad Acerra sia nel periodo invernale che primaverile Dei picchi orari ancora pi alti 70 100 g m si registravano sempre in alcuni giorni di gennaio e di marzo 2011 e persino di 160 200 g m sulla Circonvallazione esterna In quest ultimo caso il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo WRF EMEP CHIMERE ha tenuto conto con una componente importante di vento da Est Sud Est monsonica cui potrebbe aver contribuito polvere proveniente dai deserti africani L effetto meteorologico si riscontrato anche per gli scenari relativi agli inquinanti gassosi negli stessi giorni In rosso sono riportati i valori che superano i limiti di Legge sulle 24 ore si tenga per presente che questi limiti si riferiscono alla Qualit dell Aria delle aree urbane WP6 3 4 2 Inquinanti gassosi In particolare Biossido di azoto NO Gli scenari forniscono delle rappresentazioni molto dettagliate essendo riportate per ogni ora del Pagina 259 di 286 giorno con una accuratezza relativa ad aree di 1 km x 1 km Nel periodo autunnale e invernale da ottobre 2010 a febbraio 2011 e nel periodo semiprimaverile marzo 2011 i valori medi orari calcolati variavano tra 2 e 39 49 g m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 67 86 g m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 e nelle prime della sera 17 19 Nell
46. FUNZIONAMENTO Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto lo script crea dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione dell Ungrib e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile Ungrib exe Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dall Ungrib e i file di output all interno della directory temporanea creata dal doSetup e Script doMetgrid Questo script esegue il modulo Metgrid del WRF Richiede 5 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire initialDate La data di inizio del periodo simulato espressa nel formato coerente con quello usato nella nomenclatura dei file GRIB hours Le ore di durata del periodo simulato numberOfNests Numero di griglie innestate FUNZIONAMENTO Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto lo script crea dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del Metgrid e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile Mergrid exe L utente deve settare in questa namelist i livelli verticali iniziali su cui verranno interpolati i dati elaborati dall Ungrib Pagina 61 di 286 Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dal Metgrid e i file di output all interno della directory temporanea creata dal doSetup
47. Forecast Tutte le function e gli script precedentemente descritte sono infine eseguite automaticamente e sequenzialmente all interno di un ultimo script bash il Forecast In questo script si caricano le variabili e le function che settano l ambiente di calcolo idoneo al lancio di una simulazione Vengono quindi caricate le function dello script doSetup e infine vengono lanciati gli script precedentemente analizzati e source SGRIDWRF_ROOTY sbin doSetup e GRIDWRF_ROOTY sbin doGeogrid Input 1 Input 2 Input 3 Input 4 Input 5 e GRIDWRF_ROOTY sbin doUngrib Input 1 Input 2 Input 3 Input 4 Input 5 Input 6 e GRIDWRF_ROOTY sbin doMetgrid Input 1 Input 2 Input 3 Input 4 Input 5 e GRIDWRF_ROOT sbin doWrf Input 1 Input 2 Input 3 Input 4 Input 5 Dove gli input necessari sono quelli descritti in precedenza per ciascuno script bash che viene eseguito Alla fine della simulazione lo script converte gli output ottenuti nel formato netcdf utilizzato dal software Chimere utilizzato nel modulo B del progetto Questa conversione quindi necessaria per il futuro riutilizzo dei dati come input della simulazione del modello Chimere per valutare l impatto ambientale Pagina 65 di 286 Manuale Operativo Modulo 1 1 Introduzione Il WRF composto da diversi moduli a partire dal pre processing di diversi tipi di dati fino all elaborazione degli output e post processing grafico Si distinguono due principali modul
48. Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Monossido di Azoto NO Per PNO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO Gli scenari suggeriscono valori che comunque variano tra 0 2 e 3 5 g m a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica principale riferimento visivo riportato sulle Mappe come detto il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Questi valori sembrano sottostimati in quanto inferiori a quelli dell NO32 In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo
49. Salerno ASL 2 con valori quasi sempre inferiori a quelli del PM 0 di cui rappresentano una frazione pi sottile ma misurati in differenti centraline delle stesse citt Misure degli inquinanti gassosi Per gli NO le medie giornaliere registrate dalle Centraline nei Capoluoghi nei primi giorni di aprile forniscono solo pochi valori compresi tra 9 e 50 g m situazione che si ripete nei giorni successivi Per tutto il mese di maggio dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 11 e43 g m per le 1 2 o in qualche caso 3 stazioni funzionati a Napoli citt tra 25 e 45 g m per una centralina di Salerno tra 9 e 39 g m per due delle centraline di Acerra Qualche misura isolata in questi stessi intervalli venivano registrata da una centralina di Caserta e da una di Benevento Per il CO l unica centralina in funzione era quella di Napoli Ferrovia che ha registrato valori massimi di 1 3 mg m quando non erano al di sotto della soglia di sensibilit della strumentazione automatica Per l ozono le medie giornaliere registrate nei primi giorni di aprile oscillavano tra 48 e 90 g m con delle punte di 100 105 a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 43 e 96 g m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anche 4 valori tra 43 e 95 g m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 54 e 106 g m
50. accensione dello strumento e ripetute automaticamente ogni 15 minuti ed hanno una durata di circa 30 secondi durante questo intervallo il monitor mantiene in memoria l ultimo valore di concentrazione registrato fino a quando non riprende la misura Inoltre possibile effettuare una calibrazione manuale dello strumento mediante le procedure di span calibration e di zero calibration la prima deve essere effettuata almeno una volta alla settimana in modo da Pagina 120 di 286 consentire un corretto funzionamento dello strumento mentre la seconda va effettuata quando il monitor esposto a notevoli sbalzi di temperatura Durante la procedura di zero calibration viene tracciata la linea di base per tutti i possibili intervalli di misura lo strumento infatti pu lavorare in 4 diversi range 1 0 0 5 mg m risoluzione 0 001 mg m incertezza sulla misura 0 002 mg m 2 0 1 mg m risoluzione 0 001 mg m incertezza sulla misura 0 002 mg m 3 0 10 mg m risoluzione 0 01 mg m incertezza sulla misura 0 010 mg m 4 0 100 mg m risoluzione 0 1 mg m incertezza sulla misura 0 100 mg m L intervallo di misure che stato utilizzato per effettuare i campionamenti 0 0 5 mg m con un accuratezza di 10 e una precisione sulla singola misura di 0 002 mg m L errore associato alle medie calcolate stato invece riportato come deviazione standard Per quanto riguarda le modalit di acquisizione dei dati possib
51. accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare WPS5 4_2 5 Monossido di Azoto NO Per PNO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO Pagina 189 di 286 Gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 2 e 3 5 ppbv 0 25 4 3 ug m per tutte le prime settimane di maggio a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica principale riferimento visivo riportato sulle Mappe come detto il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Tuttavia negli ultimi giorni di maggio e i primi di luglio si calcolavano valori anche di 16 ppbv 19 ug m con una punta estrema notte del 6 luglio di 20 40 ppbv 24 47 ug m uesti valori sembrano sottostimati in quanto inferiori a quelli dell NO In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in re
52. all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 7 e 35 ppbv corrispondenti rispettivamente a 13 e 64 ug m con punte Pagina 185 di 286 in Napoli centro che arrivano anche a 45 80 ppbv 82 145 ug m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera I valori meno elevati sono complessivamente abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC quando disponibili nei Capoluoghi e c on quelli di Acerra ma le punte orarie relative all area di Napoli citt sembrano molto alte e localizzate in incroci stradali delle aree occidentali e centrali del Centro citt caratterizzate fortemente da persistenti ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione caratteristica del periodo L interpretazione di questi risultati richiede una analisi molto accurata delle Mappe di distribuzione degli inquinanti sul territorio cosa che possibile attraverso un DEMO che sar allegato a questa Relazione Infatti questa analisi dettagliata mostra che intorno ai picchi pi alti di alcune aree di Napoli dove tra l altro non sono pi in funzione le Centraline ARPAC gli Scenari mostrano gradienti di diminuzione rapida della concentrazione degli inquinanti come NO WP5 4_2 3 gt Monossido di carbonio CO Dal 30 aprile al 13 maggio in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di c
53. all utente di personalizzare il rendering delle simulazioni permettendogli di scegliere fra una serie di opzioni che mirano ad Pagina 272 di 286 evidenziare di volta in volta alcuni aspetti piuttosto che altri in maniera tale da poter analizzare nel dettaglio l output di ogni singola operazione effettuata L interazione dell utente con i dati finali del sistema di calcolo viene quindi ridotta alla scelta di alcune opzioni attraverso semplici click del mouse L utente dopo aver effettuato le proprie scelte secondo i casi da analizzare ottiene un reticolo grafico che visivamente e quindi immediatamente mostra i risultati ottenuti A questo punto l utente pu anche scegliere di inviare il grafico per mezzo di e mail direttamente dall interfaccia web salvare il risultato su un supporto rigido o semplicemente stampare il reticolo L interfaccia web attraverso alcuni moduli rende in questa maniera il lavoro dell utente immediato e lineare nonostante la complessit del sistema di elaborazione sottostante Per quanto riguarda la struttura e l implementazione dell interfaccia utente quest ultima richiama al suo interno gli script di automazione realizzati ad hoc che wrappano i comandi GrADS ma a differenza degli script utilizza GrADS in modalit batch ovvero non interattiva in modo da eseguire job in maniera automatizzata permettendo quindi una semplice elaborazione dei dati senza che l utente debba interagire con esso o conoscere coman
54. caso di Napoli Citt che per le aree extraurbane L aver raddoppiato i valori di emissione riportati da EMEP hanno fatto s che la reazione di otodissociazione dell NO in NO e ossigeno atomico non sarebbe stata seguita dalla reazione tra questo e l ossigeno molecolare che porta ad ozono in quanto ostacolata da due fattori rispetto al caso reale Pagina 197 di 286 1 la concentrazione dell ossigeno molecolare dell aria rimasta praticamente invariata 2 la stessa presenza aumentata del CO poco reattivo e degli altri inquinanti avrebbe reso meno probabile l incontro dell ossigeno atomico con quello molecolare uesti valori e queste differenze simulate sono del tutto comprensibili anche in questo caso se si tiene conto che il modulo CHIMERE oltre alla diffusione calcola le varie cinetiche chimiche e fotochimiche del complesso di reazioni che determinano il risultato finale D altra parte molte evidente anche la permanenza qualitativa della struttura delle mappe dal punto di vista della dispersione sul territorio che invece dettata inizialmente dal modulo WRF che mantiene le sue caratteristiche realistiche di meteorologia sul territorio in quei giorni e in uelle ore vedi le considerazioni sulle scie nei giorni 19 e 20 dicembre WPS5 5_4 PMyo Variazioni nei valori delle concentrazioni simulate delle polveri sottili a seguito del raddoppio forzato delle emissioni rispetto alle Banche Dati EMEP Nel
55. centro che arrivano anche a 66 95 g m I valori calcolati nel periodo dal 16 al 23 maggio 2011 rispecchiano abbastanza fedelmente l andamento delle prime settimane del mese Dal 25 maggio al 2 giugno si noti anche qui che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima Pagina 241 di 286 primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 9 e 50 g m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 61 101 g m 0 Per un confronto con i dati ottenuti dalle Centraline bisogna tener conto che questi vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere I valori orari minori sono complessivamente abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte orarie relative all area di Napoli citt sono molto alte e localizzate in incroci stradali caratterizzati fortemente da persistenti ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione caratteristica del periodo Questa analisi pu essere confortata da valori ottenuti sperimentalmente o da una analisi molto accurata delle Mappe di distribuzione degli inquinanti sul territorio In tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di
56. d ambiente al valore identificato mediante la parola chiave all interno del file indicato 2 environmentSetup Predispone il ramo del file system necessario ad ogni modulo del WRF creando una cartella di input una di output e spostando se necessario il file compresso tar file contenente il codice originale di quel modulo 3 inflatelnput Raggiunge la directory appropriata e decomprime i file compressi presenti all interno 4 deflateOutput Raggiunge la directory appropriata e comprime i file compressi presenti all interno 5 fetchOutput Sposta 1 file di ouput di un modulo nell appropriata cartella dopo aver verificato che questa esiste 6 initJobResult Definisce alcune variabili d ambiente necessarie alla macchina per gestire la richiesta di esecuzione del run WRE 7 echoJobDebug Visualizza a schermo alcuni messaggi con le principali caratteristiche data nome della macchina utente ecc della richiesta di esecuzione del run WRF sottomessa Pagina 59 di 286 8 echoJobResult Visualizza a schermo alcuni messaggi con le principali caratteristiche durata utente messaggi di esecuzione ecc del run WRF in esecuzione 9 substututeEnvironmentValues Sostituisce i valori di alcune variabili all interno di un file specificato come primo input e scrivendo i nuovi risultati all interno di un secondo file il cui nome passato alla function come secondo input e Script doGeogrid Questo script esegue il modulo Geogrid
57. dati delle Centraline fisse e validare ulteriori indagini condotte con simulazioni di calcolo parallelo che utilizzano la catena di programmi WRF EMEP CHIMERE Pagina 232 di 286 WP6 3 2 2 Fase caratterizzata da clima semi primaverile marzo 2011 gt PM Sempre tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto per il PMjo per le prime tre settimane di marzo con un clima semi primaverile sembra abbastanza soddisfacente dal punto di vista del programma di simulazione Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati ora per ora per ciascun giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura stessa della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di essa I valori degli scenari simulati variano tra 10 e 15 g m ma con un massimo di 30 40 g m nelle ore serali del 6 dell 8 del 20 e del 21 23 marzo e con punte anche inferiori a 10 g m sul territorio urbano di Napoli Inoltre vengono calcolati valori di 20 50 g m con tendenza ad aumentare fino a 70 100 g m nelle ore serali del 6 marzo e per tutto il giorno 7 e la notte dell 8 e nella sera del 15 marzo in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Sal
58. del WRE Richiede 5 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire centerLongitude La longitudine centrale del dominio pi esterno da settare nel modello centerLatitude La latitudine centrale del dominio pi esterno da settare nel modello numberOfNests Il numero di griglie innestate FUNZIONAMENTO Dopo aver controllato che i valori di latitudine e longitudine siano realistici e correttamente impostati lo script concatena i valori di input pi altri valori configurabili dall utente nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile Geogrid exe lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dal Geogrid e i file NetCDF di output all interno della directory temporanea creata dal doSetup Pagina 60 di 286 e Script doUngrib Questo script esegue il modulo Ungrib del WRF Richiede 6 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire meteoGribDataRocot Il path della directory contenente i dati in formato GRIB necessari per creare le condizioni iniziali e al contorno initialDate La data di inizio del periodo simulato espressa nel formato coerente con quello usato nella nomenclatura dei file GRIB hours Le ore di durata del periodo simulato numberOfNests Numero di griglie innestate
59. di 286 SEQUENZA DELLE SCHEDE DEL WPS5 Elaborazione e Validazione di scenari di inquinamento simulati WPS5_Relazione Generale WP5 WPS5 1_Relazione Generale Task 5 1 Elaborazione di nuovi scenari reali di inquinamento in una stagione meteorologica primaverile ed estiva WPS5 1_A11_ Scenari 30 aprile 2 giugno e 6 8 luglio su DVD WPS5 2_ Relazione Generale Task 5 2 Posizionamento del Laboratorio Mobile a integrazione dei dati sperimentali delle Centraline ARPAC WPS 3_ Relazione Generale Task 5 3 Nuova Banca dati da rilevazioni del Laboratorio Mobile e da nuovi dati dalle Centraline ARPAC WPS5 3_A12_ Banca dati da Laboratorio Mobile DUST SCANN per le campagne di maggio 2011 su DVD WPS5 3_A13_ Banca dati da Laboratorio Mobile ETL BUS per le campagne da maggio a luglio 2011 su DVD WPS5 3_A14_ Banca dati dalle Centraline ARPAC da aprile a luglio 2011 su DVD WP5 4_ Relazione Generale Task 5 4 Analisi dei nuovi dati integrati e raccolti in una nuova stagione climatica confronto con gli Scenari reali WP5 5_ Relazione Generale Task 5 5 Elaborazione di Scenari previsionali simulati per possibili variazioni tecnologiche nelle emissioni oppure per nuovi insediamenti produttivi o di servizio WP5 5_A15_ Banca dati delle simulazioni di scenari forzati su DVD WPS5 5_A16_ Simulazioni di emissioni e ricadute da un camino di un nuovo insediamento di servizio a Napoli Est tramite il programma WindImula su DVD
60. di limitazione del traffico oltre ad essere una tendenza di cambiamento delle condizioni meteo Principio di Funzionamento Un sensore il risultato di un processo di preparazione di un film sensibile a base di ossidi semiconduttori Il fenomeno che sta alla base del suo funzionamento l adsorbimento sulla superficie di ioni ossigeno che reagiscono con i gas inquinanti presenti in atmosfera Adsorbimento dell Ossigeno sulla superficie ed effetto sui bordi di grano Quando un semiconduttore a base di ossidi metallici di tipo n conduzione per elettroni viene portato a una certa temperatura l ossigeno presente nell atmosfera viene adsorbito in forma ionica sulla sua superficie Gli elettroni in banda di conduzione dei suddetti semiconduttori vengono trasferiti dalla zona superficiale all ossigeno adsorbito con il risultato di creare una zona di svuotamento in prossimit della superficie Si genera un potenziale superficiale che agisce come una barriera in grado di ostacolare il flusso elettronico fra i grani In presenza di gas riducenti la densit superficiale dell ossigeno caricato negativamente diminuisce in tal modo l altezza della barriera al contatto dei grani si abbassa come si evidenzia nella figura accanto La ridotta altezza di barriera diminuisce la resistenza del sensore sempre per un semiconduttore di tipo n che a livello macroscopico viene poi rilevata e misurata da opportuni elementi
61. di problemi Una volta installato il software di normalizzazione NetCDF la fase successiva ha riguardato il recupero dei dati di inventario EMEP richiesti dal Modello e previsti dalla documentazione di progetto Per quanto riguarda la ricerca di una fonte sicura ed affidabile per poter reperire i dati di emissione relativi ai tipi di inquinanti previsti dalla simulazione e alla data scelta il problema viene risolto stesso dal sito ufficiale dell EMEP www emep int che gi al suo interno integra un database online che consente il libero download dei dati una volta registrati e loggati sul sito Per quanto riguarda il recupero dati vanno prima configurati i parametri per il corretto filtraggio dei dati da scaricare stato quindi selezionato come tipologia di dati Emission data e come filtri sono stati inclusi il paese di interesse gli estremi temporali date di inizio e fine come formato dei dati stato scelto il GRID 50x50 semicolon Successivamente sono stati filtrati gli inquinanti e le polveri da utilizzare Dopo aver ottenuto i dati di emissione di interesse sono stati rinominati come Pagina 47 di 286 richiesto dal Modello di dispersione previsto dal progetto e all interno dello stesso sono stati copiati nel path relativo agli input di emissione Il problema successivo era quello di convertire i dati di emissione EMEP scaricati in un formato EMEP compatibile con il Modello in quanto quest ultimo per poter l
62. di tutto il cluster vengono configurati al fine di permettere l accesso dei nodi slave nel sistema cluster tramite login e di conseguenza permettere l elaborazione dei task di esecuzione Tale nodo inoltre deve fornire ogni tipo di risorsa ai nodi slave ed essere in grado di sviluppare attivit di monitoring del sistema e di collegamento con Pagina 30 di 286 l esterno Sono stati quindi aggiunti una serie di pacchetti software in modo da estendere il sistema con i servizi necessari al corretto funzionamento del nodo e NFS perla gestione di un File System condiviso e NTP perla sincronizzazione degli orologi di sistema e RPC per permettere la connessione remota tra il Master e gli Slave e NIS Server per l auto configurazione l ambiente di calcolo dei nodi slave e permettergli l accesso ai servizi remoti Su tutti i nodi quindi stato installato un sistema NTP Network Time Protocol tramite il tool ntp per poter cos ottenere la sincronizzazione degli orologi di sistema tra tutti i nodi del Cluster tramite la rete AI fine di poter ottenere un controllo centralizzato delle autentificazioni degli utenti all interno dell ambiente di elaborazione HPC sul nodo Master stato installato un Server NIS Network Information Service Tale servizio per per il suo funzionamento effettua delle chiamate RPC Remote procedure call e necessita quindi per poter essere installato ed eseguito di un sistema di gestione di t
63. di ulteriori dati provenienti da altre banche dati presenti sul territorio italiano nell ambito del progetto CTN_ACE Centro Tematico Nazionale Aria Clima ed Emissioni promosso dall ex APAT ora ISPRA Il nuovo inventario copre due aree italiane il nord Italia Bacino Padano Adriatico o BPA e la quasi totalit dell area peninsulare del centro sud bacino Mediterraneo Alla realizzazione del dataset BPA hanno partecipato diverse ARPA regionali ed stato progettato per alimentare modelli fotochimici euleriani tridimensionali CTM a griglia 1 pi complessi ma anche i pi adatti a studiare inquinanti secondari come ozono e PM10 in simulazioni di lungo periodo a scala regionale Il dataset emissivo costituito dalle emissioni annuali di VOC CO NOx NH3 SO2 PMI10 per ogni cella di 5x5 km2 del dominio dai profili di disaggregazione temporale delle emissioni e dai profili di speciazione chimica e distribuzione granulometrica dei VOC e del PM10 La procedura utilizzata per ottenere le emissioni su cella prevede l iniziale disaggregazione delle emissioni presenti nell Inventario Nazionale APAT disaggregato a livello provinciale e disponibili per attivit o settore R De Lauretis e R Liburdi Rapporto APAT pag 53 62 2004 E Taurino A Caputo e R De Lauretis Rapporto APAT pag 191 203 2004 e delle emissioni EMEP disponibili su grigliato da 50X50 km2 e la successiva riaggregazione per macrosettore La disaggregazione su celle
64. di valori che di percentuali per gli inquinanti considerati Una simulazione climatologica per contro non permette di fare valutazioni sui limiti di legge ma consente di valutare le tendenze diffusive nell area di interesse dominio di calcolo cio quelle aree del dominio di calcolo interessate prevalentemente dalla diffusione atmosferica degli inquinanti Un calcolo climatologico sostanzialmente un insieme di calcoli puntuali per settori pesati per rispetto alla loro frequenza statistica di accadimento Avendo quindi a disposizione opportune serie di dati meteorologici possibile caratterizzare climatologicamente una certa area attraverso la definizione di una opportuna JFF Joint Frequency Function Una JFF consiste in Pagina 201 di 286 tabelle una per ogni classe di stabilit che riportano le frequenze di accadimento congiunte di velocit e direzione del vento Generalmente le JFF sono relative ad un periodo temporale pari ad un anno ma possibile specificarle anche per altri periodi temporali quanti pi anni meteorologici si hanno a disposizione nella serie di dati di partenza e pi accurata sar la caratterizzazione meteoclimatica dell area la WMO indica un minimo di almeno 5 anno di dati meteorologici orari Questo tipo di input meteorologico profondamente diverso da quello utilizzato nelle simulazioni Short Term permette quindi di valutare le tendenze diffusive nell area degli inquinanti em
65. distribuito Tale scelta stata fatta in quanto MPI il protocollo standard de Pagina 31 di 286 facto per la comunicazione tra nodi all interno di un cluster Beowulf fornisce una buona stabilit operativa garantisce performance elevate ed un supporto nativo dell elaborazione distribuita Inoltre le librerie MPI offrono notevoli vantaggi in termini di performance rispetto ad altre soluzioni quali ad esempio le PVM Parallel Virtual Machines essendo meglio ottimizzabili per l architettura Beowulf Per quanto riguarda la compilazione di codice MPI stata acquisita la licenza software per il compilatore MPI ad alte prestazioni della The Portland Group specifico per i sistemi Linux Tale compilatore il PGI CDK Accellerator con acceleratore fino a 256 processori provvisto di supporto per le schede grafiche GPGPU CUDA con licenza floating limitata ad un massimo di 2 utenti www pgroup com products pgicdk htm Per poter monitorare il sistema anche da remoto e poter controllare le prestazioni e l utilizzo delle CPU dei nodi di calcolo e le altre risorse di sistema stato installato il monitor di sistema open source Ganglia tramite il tool gmond Si installato infine il resource scheduler open source Torque che si occupa in maniera del tutto automatizzata della gestione e schedulazione delle risorse della gestione dei fault dei nodi e della gestione delle code dei processi e scalabilit del sistema Il co
66. e al regime dei venti esistenti sulla pianura corrispondente 2 una ricaduta delle polveri sottili in aree pi vicine 0 molto pi lontane dall inceneritore di quelle dei siti delle Centraline ARPAC di Acerra combinata invece con una migliore dispersione degli inquinanti gassosi Ci verr discusso nella Relazione WP5 5 Pagina 190 di 286 D14 I risultati delle analisi dei dati raccolti nella nuova Banca Task 5 3 ed effettuate nel Task 5 4 danno luogo ad una raccolta di tabelle e grafici degli stati di inquinamento dell aria regionale che verranno confrontati con gli scenari sviluppati dal polo di calcolo parallelo nelle nuove condizioni meteorologiche primaverili Dimostratore Allegato a WP5 4 Alcuni esempi di Mappe tratte dagli Scenari di diffusione di alcuni inquinanti sul territorio della Regione Campania Figure le 2 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 6 7 del mattino del giorno 8 maggio 2011 Si pu osservare la forte concentrazione lungo la costa del Golfo di Napoli con le opportune valutazioni di scala si pu individuare la direttrice che va dal Porto alla Ferrovia e verso l Aeroporto Figura 3 e 4 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 19 20 dello stesso giorno 8 maggio 2011 A quest ora a causa delle condizioni meteo il massimo si allunga verso Torre del Greco e Torre Annunziata e all
67. e verificato il corretto funzionamento Successivamente stato installato Tomcat ovvero il Server Web sulla quale verr eseguita l applicazione Grads anch esso non presente all interno del pacchetto Modulo 3 In questo caso abbiamo utilizzato il pacchetto di installazione presente nei database di repository di Centos questa scelta assicura l installazione dell ultima versione rilasciata per il sistema operativo utilizzato e si evita qualsiasi problema di compatibilit Inoltre questo metodo assicura l installazione del Pagina 210 di 286 pacchetto principale e anche di tutti gli altri pacchetti di dipendenza ovvero quei pacchetti necessari al principale Infine sono state installate le librerie di programmazione API necessarie per lo sviluppo dell interfaccia utente realizzata ad hoc per estendere nuove funzionalit e semplicit di utilizzo Dopo l installazione di Tomcat stato verificato il corretto funzionamento e la compatibilit con il sistema stato infine avviato e sono stati aggiunti gli utenti di admin necessari al Server Web Dopo aver installato tutti i requisiti necessari stato installato il software di elaborazione grafica relativo al lato Server dell applicazione presente anch esso nel pacchetto software Modulo 3 Consultando manuali allegati il componente Server stato estratto ed installato seguendo le istruzioni previste Il componente installato il gds GrAD
68. esecuzione del WRF e di personalizzare al meglio l ambiente Nella parte finale del documento viene descritta la struttura dello script Forecast e il modo in cui risulta complementare al lavoro di ingegnerizzazione Pagina 55 di 286 2 Modello WRF 2 1 Architettura Il WRF un sistema di modellizzazione composto da diversi moduli le cui funzioni vanno dal pre processing di diversi tipi di dati alla simulazione dei processi atmosferici fino all elaborazione degli output e post processing grafico Fig 1 Si distinguono due principali moduli quello del pre processing WPS e quello che costituisce il nucleo del sistema modellistico WRF ARW ciascuno suddiviso in ulteriori moduli Ogni modulo pu essere inteso come un software che ricevuti determinati input dal modulo che occupa la posizione precedente nel flusso di informazioni genera i propri output che costituiranno l input per l eventuale modulo successivo Le opzioni e i parametri di ciascun modulo vengono settati mediante il cambiamento di opportuni valori in sezioni che iniziano con amp e finiscono con delle namelist predisposte Le namelist sono dei file che contengono la lista di tutti i parametri necessari a personalizzare l elaborazione Il loro utilizzo quindi permette di variare la configurazione del modello senza la necessit di dover ricompilare il codice ad ogni run Ogni namelist deve essere fornita come argomento da riga di comando nel momento
69. esperti nel settore Si posta particolare attenzione sia alla simulazione dell inquinamento causato dalle polveri PM 0 sia degli inquinanti CO 03 NoX ecc Le simulazioni sono state considerate plausibili con lo scenario considerato Pagina 51 di 286 WP 3 Allegati Documentazione Sintetica Modulo Software 1 Pagina 52 di 286 Manuale Descrittivo Modulo 1 Dati Meteorologici utilizzo e adattamento del modello WRF ARW Generalit Nell ambito del progetto di ricerca il software descritto in questo documento permette di effettuare delle accurate simulazioni per analisi atmosferiche e previsioni meteorologiche applicabile su porzioni di territorio estese da pochi metri fino a migliaia di chilometri a diverse risoluzioni spazio temporali Tale software si basa sul modello open source Weather Research and Forecasting Model WRF modello scelto per la sua elevata flessibilit che lo rende idoneo per molteplici utilizzi Per tale motivo il software in esame non solo un tool per le previsioni meteorologiche ma pu anche essere utilizzato per casi di studio meteo in quanto pu fornire previsioni sia in tempo reale sia per riprendere e ricostruire dati storici per la modellazione climatica su scala regionale inoltre pu essere utilizzato come base per studi sulla qualit dell aria calcolo delle emissioni degli inquinanti dell aria e la previsione del trasporto e della trasformazione chimico fisica di questi inq
70. febbraio come detto sopra sono spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 0 4 mg m o addirittura non registrati con l eccezione del 7 gennaio dove in alcune delle Centraline di Napoli si sono raggiunti valori di 1 3 2 2 mg m con la punta di 3 2 mg m al Museo Nazionale WP4 4_1 4 gt 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima 6 9 ottobre 2010 i valori massimi valutati variavano tra 35 e 52 ppbv equivalenti a 70 104 ug m nel periodo autunnale valori che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Tali valori sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le Centraline nei giorni finali della settimana segnalano valori pi alti fino a 80 a Napoli Ferrovia a 75 90 a Caserta e ad Acerra e a 120 ug m a Salerno T media 15 C 15 20 dicembre 201
71. file output ottenuto dall elaborazione dello scenario di impatto ambientale v variable il nome dell elemento inquinante da prendere in considerazione per l analisi v date la data e l ora di inizio elaborazione nel formato richiesto dal Modello v level l indice del layer che si intende visualizzare ad esempio per campi 2D occorre settare level 1 v map file ps il nome che si intende dare al file PostScript ottenuto a partire dal reticolo grafico In questo modo a partire dai dati NetCDF ottenuti con l elaborazione della catena modellista dal punto di vista utente si ottiene un file PostScript facilmente rielaborabile in diversi contesti Alcune modifiche sono state apportate allo script ncmapit grazie al quale fornisce dati in formato NetCDF si ottiene un output facilmente comprensibile dei dati di output A partire dall output ottenuto da ncmapit alcuni script vengono innestati per lavorare su tale output e ulteriormente personalizzarlo Pagina 283 di 286 Visualizzazione Grafica in modalit Chimere La visualizzazione grafica utilizza i tool e i comandi appartenenti al package Imagemagick comandi principalmente usati sono stati convert e mogrify che hanno reso possibile la personalizzazione dell output Editando gli script forniti possibile ulteriormente modificare i dati di output secondo le pi svariate possibilit In particolare con il comando convert possibile convertire dati di formato diverso come nel no
72. filtri di selezionare le componenti di proprio interesse come la visualizzazione di specifici inquinanti chimici la data e l ora di interesse e altre opzioni Infine previsto un lavoro di integrazione tra il modulo grafico appena installato e i precedenti moduli 1 e 2 previsti dal progetto Il Modello Meteo Regionale e il Modello di dispersione e reazione degli inquinanti entrambi sviluppati e configurati per la regione Campania Pagina 209 di 286 WP 6 1 Installazione del Modulo Software Grafico In una prima fase del lavoro stato analizzato il software che ci stato fornito e come esso stato inizialmente configurato per funzionare e permettere quindi il rendering di dati NetCDF ottenuti dalle simulazioni con il Modello di dispersione e reazione degli inquinanti Dalla documentazione descrittiva Modulo 3 sono stati individuati ed analizzati tutti i componenti presenti nel pacchetto che dovranno essere installati e l ordine con il quale verranno installati le istruzioni generali di installazione e configurazione e le modalit di utilizzo e di elaborazione Il primo componente presente nel pacchetto software Modulo 3 che stato analizzato ed installato stato il modulo di elaborazione grafica Dopo aver consultato il manuale operativo relativi al software sono stati individuati gli step di installazione e configurazione dei diversi componenti del modulo grafico Consultando la documentazione stata in
73. fine dicembre 2010 gli scenari prodotti forniscono valori massimi simulati anche di 0 95 mg m sempre concentrati sull area di Napoli citt a inizio gennaio 2011 gli scenari prodotti forniscono valori massimi simulati di 1 06 mg m sempre concentrati sull area di Napoli citt Questi valori estremi persistevano anche a fine gennaio e primi febbraio 2011 mentre qualche massimo relativo riguardava le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma sempre con valori pi limitati inferiori a 0 28 mg m Comunque gli scenari calcolavano valori medi orari di 0 18 1 06 mg m anche per tutto il mese di marzo Nel periodo primaverile ed estivo da fine aprile ai primi di luglio gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 18 e 0 52 mg m con i valori pi elevati nelle primissime ore del mattino ma anche tra le 18 e le 20 della sera Punte massime di 0 75 0 81 sono state calcolata per alcune mattine di maggio e di 1 01 1 24 mg m e nella notte del 6 luglio Si noti che tutti i massimi si registrano in corrispondenza dell area urbana di Napoli I massimi all alba sono da imputare a calma nei venti e ai motori freddi e al parco macchine napoletano obsoleto I massimi serali sono invece da imputare a condizioni di ingorgo di traffico nelle strade urbane stop and go al rientro serale e di nuovo a condizioni di calma di vento La catena WRF EMEP CH
74. gli output ctl in formato testuale che contiene dei caratteri descriventi i dati presenti nel file dat ad esso associato Il funzionamento dell ARWpost richiede la compilazione di una namelist in cui si specificano tra tutti i possibili parametri quelli che si vuole elaborare Pagina 63 di 286 Il modulo doWrf2GrADS richiede 5 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire wrfOutputFile Il path del file WRF di output da processare initialDate La data di inizio del periodo simulato espressa nel formato coerente con quello usato nella nomenclatura dei file GRIB hours Le ore di durata del periodo simulato FUNZIONAMENTO Dopo aver linkato logicamente l eseguibile di questo modulo ARWpost exe e altri 5 file necessari al suo funzionamento presenti nella sottodirectory ARWpost della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT lo script crea a partire dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del WRF e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile ARWpost exe L utente deve settare in questa numerosi parametri che riguardano le variabili da elaborare Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log i file ctl e dat creati dall ARWpost all interno della directory creata dal doSetup Pagina 64 di 286 e Script
75. i dati medi giornalieri del 9 e 10 febbraio 2011 in quanto in precedenza era stato necessario revisionarlo e tararlo nuovamente In questa fase caratterizzata da clima invernale le misure in campo delle polveri sottili PM 0 con il DUSTSCANN del Laboratorio Mobile sono state condotte nei giorni 16 dicembre 2010 in 4 siti di Napoli Est 18 19 e 21 dicembre 2010 misure continuative con postazione fissa in Piazza IV Giornate 27 dicembre 2010 7 gennaio 2011 misure continuative con postazione fissa nelle adiacenze dell Ospedale Monadi le misure di inquinanti gassosi CO NO e 03 con l ETL BUS del Laboratorio Mobile sono state condotte nei giorni 25 gennaio 10 febbraio 2011 misure continuative con postazione fissa via Consalvo a Fuorigrotta Tra dicembre 2010 e gennaio 2011 le misure di polveri sottili sono state effettuate nella zona di Napoli Est e nelle zone collinari della citt I valori misurati erano in buon accordo o al limite compatibili con 1 risultati degli Scenari calcolati e i dati delle Centraline di Napoli In particolare l andamento lungo questo periodo seguiva fedelmente le variazioni giornaliere in particolare per i valori estremi prenatalizi e di fine anno in questo caso le polveri generate dai fuochi di Capodanno In dettaglio 16 dicembre 2010 via De Roberto e traverse adiacenti Napoli EST la determinazione delle polveri sottili PM o fornivano un valore di 19 g m e in alcuni punti al riparo d
76. il 12 luglio per i soli inquinanti gassosi su piazzola autostradale di Nola In molti di questi casi stato utilizzato il laboratorio mobile come supporto per trasportare e sistemare la strumentazione in versione stampabile su postazioni fisse e protette il altri casi il laboratorio mobile ha operato direttamente su strada I dettagli dei risultati sono riportati in dettaglio negli Allegati WP5 3_A12 e WPS 3_A13 rispettivamente Qui vengono commentati sinteticamente 5 3 1 Misure delle polveri sottili PM p Per le polveri sottili PMo i valori medi misurati a Monte S Angelo mediante il DUST SCAN e corretti per la calibrazione dello strumento in ciascun giorno hanno oscillato tra 6 6 e 26 6 ug m quelli misurati a via Nicolardi tra 4 8 e 17 5 quelli misurati nei pressi del Monaldi tra 4 5 e 28 7 ug m Nei giorni dal 30 aprile al 13 maggio e dal 16 al 25 maggio qui si riportano risultati che verranno ripresi anche in WP5 4 le poche Centraline ARPAC ancora in funzione a Napoli registravano valori medi giornalieri compresi tra 16 e 40 ug m nelle prime due settimane e di 16 e 34 ug m nel secondo periodo 16 25 maggio quando in realt a Napoli era rimasta in funzione una solo centralina Si tenga presente che in questa settimana si sono verificati eventi di turbolenza meteo con frequenti acquazzoni e temporali che possono avere parzialmente abbattuto le polveri sottili Sembra evidente che le differenze tra i dati delle Cent
77. il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 WP4 4_1 3 gt CO Anche nel caso del CO bisogna altres tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno 6 9 ottobre 2010 Gli scenari prodotti in questo caso potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori massimi simulati 0 15 0 50 ppbv cio 0 17 0 58 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limitati inferiori a 0 22 ppbv 0 26 mg m in realt i dati delle Centraline sono spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati T media 15 C Pagina 142 di 286 D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana Si tenga per presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativamente pi leggero dell
78. in ciascuna area e o settore produttivo o civile degli interventi per il risanamento e la tutela della qualit dell aria 3 Nell uso di modelli la scelta di questo dovr essere giustificata sulla base dei dati disponibili e delle caratteristiche del modello e dell area in esame nonch delle validazioni possibili e della esperienza derivante dal loro impiego anche in campo internazionale In particolare i modelli dovranno essere adeguati a descrivere non solo il trasporto ma anche la trasformazione degli inquinanti in atmosfera al fine di permettere di ottenere tra l altro una valutazione dell inquinamento secondario da processi chimici e fotochimici 4 Uno strumento per il monitoraggio mirato e la previsione di scenari di qualit dell aria deve necessariamente essere in grado di simulare efficacemente i fenomeni chimici e Pagina 5 di 286 chimico fisici di tutta una gamma di inquinanti atmosferici che hanno un riconosciuto e rilevante impatto sulle risorse ambientali nonch sulla qualit della vita Tra i fattori ed i contaminanti che maggiormente influenzano la qualit dell aria e quindi della vita i pi significativi sono e Ja distribuzione spaziale e temporale delle emissioni di CO degli NOx dell ozono degli idrocarburi alifatici e aromatici nonch dei loro prodotti di parziale ossidazione alcoli aldeidi indicati complessivamente come composti organici volatili COV e del particolato sia esso di natura a
79. in cui si lancia il file eseguibile di ciascun modulo External data WRF Pre WRF ARW Model Post source processing System processing WPS ARWpost GrADS Geogrid Terrestrial data Meteorological data NCL Data and Computational Flow ie di Figura 1 Flusso di dati e di esecuzione dei vari moduli costituenti il WRF Pagina 56 di 286 2 2 Il modulo WPS La fase di pre processing ha tre principali obiettivi svolti da tre diversi moduli Geogrid Settaggio dei domini tridimensionali di integrazione del modello ed interpolazione dei dati statici del suolo terrestre sui domini Ungrib Estrazione dai campi di dati meteorologici in formato GRIB generati da un modello di circolazione globale GCM Metgrid Interpolazione dei suddetti dati sui domini settati nel modello questi dati forniscono le condizioni iniziali IC e al contorno BC necessarie per l inizializzazione del modello le BC vengono anche fornite durante il corso della simulazione ad intervalli regolari tipicamente ogni 30 6 ore 2 3 Il modulo WRF La fase di processing composta da 2 moduli e dai dati di input per lanciare la vera e propria simulazione atmosferica sono necessari i due moduli da utilizzare Real e WRF e inoltre che i file prodotti dal WPS siano stati correttamente ottenuti Real Inizializza il modello generando i file di IC e BC a partire dai campi estratti ed interpolati nel WPS ed uno dei m
80. indagine della dinamica atmosferica di interesse meteorologico I modelli approssimano e risolvono mediante metodi numerici un set di equazioni differenziali non lineari che descrivono l evoluzione di alcune variabili atmosferiche es pressione temperatura velocit del vento nelle tre direzioni umidit e i processi all interfaccia con la superficie terrestre su un griglia tridimensionale discreta che rappresenta la parte di atmosfera sovrastante l area di interesse Riproducendo con accuratezza i processi termodinamici e dinamici dell atmosfera i modelli costituiscono lo strumento di partenza per molteplici attivit tra cui la previsione e lo studio di scenari di qualit dell aria In questo caso gli output di un modello meteorologico vengono utilizzati come dati in ingresso per dei modelli di previsione di qualit dell aria Nell ambito del progetto il modello meteorologico utilizzato nella catena modellistica di simulazione e previsione della dispersione degli inquinanti 11 Weather Research and Forecasting Model WRF il modello numerico per la simulazione dell atmosfera e per le previsione meteorologica a medio termine pi diffuso e maggiormente supportato dalla comunit scientifica mondiale Viene inoltre utilizzato anche per la previsione e lo studio di scenari di qualit dell aria In questo caso gli output di un modello meteorologico vengono utilizzati come dati in ingresso per dei modelli di previsione di qualit dell
81. inquinanti atmosferici nel caso in esame si ritiene sufficiente un estensione che comprende l area della regione Campania e alcune aree delle regioni limitrofe L estensione verticale dello stesso deve comprendere in particolare il boundary layer all interno del quale si sviluppano fenomeni di dispersione degli inquinanti atmosferici Un estensione di circa 2 chilometri viene ritenuta appropriata con una risoluzione di almeno 20 metri in prossimit della superficie del suolo per seguire in modo accurato i gradienti di concentrazione degli inquinanti che si formano in seguito alle emissioni La durata della simulazione deve essere sufficientemente lunga da comprendere sia il ciclo giornaliero sia eventuali fenomeni di ricircolo intergiornalieri Una durata della simulazione di tre giorni viene ritenuta sufficientemente appropriata Considerando inoltre che le misurazioni fornite dal sistema di rilevamento della Regione Campania fornisce i dati di concentrazione delle diverse specie inquinanti ad una risoluzione temporale non inferiore ad 1 ora si ritiene opportuno presentare 1 risultati del software sotto forma di medie orarie Lo schema cinetico Pagina 40 di 286 Per quanto riguarda il numero e le reazioni delle specie chimiche da tenere in considerazione si individuato come pi indicato per la previsione dell inquinamento nella regione Campania il modello fotochimico Melchior implementato in CHIMERE utilizzato con successo anche per s
82. le Centraline stesse Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare In conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati validati soddisfacentemente nel periodo invernale e semiprimaverile l applicazione nel periodo estivo qui riportata quindi del tutto soddisfacente e potr essere utilizzato anche per produrre previsioni Ci porta a sottolineare nuovamente quanto detta in precedenza che cio la disposizione delle Centraline ARPAC solo in alcuni quartieri dei Capoluoghi urbani porta a sottovalutare i dati di inquinamento di intere aree della Regione lontane dalle aree urbane E sintomatico inoltre che le Centraline ARPAC disposte nella zona di Acerra non indicano valori particolarmente elevati di inquinamento almeno rispetto ad altre aree industriali o a nodi autostradali individuati dagli scenari prodotti dalla catena di simulazione Questa constatazione potrebbe essere giustificata con varie ipotesi 3 una buona dispersione dei prodotti di emissione dovuta all altezza dei camini delle varie linee dell inceneritore e al regime dei venti esistenti sulla pianura corrispondente 4 una ricaduta de
83. non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti WPS5 1_4 Ozono 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere 11 confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati nell ambito degli Scenari variano tra 35 e 45 ppbv 69 89 ug m in tutto il periodo primaverile studiato 30 aprile 2 giugno con massimi di 60 70 ppbv 119 139 ug m questi valori variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Nel periodo estivo 4 8 luglio i valori calcolati hanno presentato dei valori inferiori anche di solo 15 25 ppbv 28 47 ug m ma sempre con dei massimi di 60 70 ppbv 119 139 ug m uesti valori sembrano apparentemente sovrastimati in quanto paragonabili o superiori a quelli dell NO Un primo elemento si ric
84. ottenuti Durante l esecuzione della simulazione sono stati monitorati lo standard output e standard error della stessa rappresentati da una coppia di file wrf out e rsl error per ogni processore impiegato nel calcolo Per verificate la corretta generazione degli output stato verificato che all interno dei file rsl sia presente la scritta wrf SUCCESS COMPLETE WRF per ciascun job di elaborazione Pagina 45 di 286 I 3 file cos generati dal modello uno per ciascun dominio nominati wrfout_d lt num dominio gt lt data gt lt ora gt sono stati soggetti ad analisi al fine di verificarne la coerenza con gli scenari trattati Per questa fase di analisi hanno collaborato esperti nel settore che hanno giudicato coerenti i risultati ottenuti Pagina 46 di 286 WEP 3 2 Installazione del Modello di emissione dell EMEP Il modello di dispersione e reazione degli inquinanti richiede due tipi di input ben definiti Il primo dato dall output del Modello Meteo Regionale il secondo input richiesto un Modello di emissione EMEP In particolare seguendo la documentazione del software nel caso specifico del Modello di dispersione e reazione previsto dal pacchetto Modulo 2 necessario che i dati dell inventario di emissione rispettino le specifiche e il format previsto dal NetCDF Come previsto dai requisiti software nella documentazione del Modello di dispersione come prima operazione
85. per eseguire il modulo baster scrivere il percorso specifico ad esempio http localhost modulo3 In questa maniera si accende all index dell applicazione e all interfaccia di utilizzo A questo punto prima di andare ad utilizzare l interfaccia necessario installare nel sistema una serie di requisiti indispensabili per il suo funzionamento Il primo requisito indispensabile GrADS lo strumento grafico per il plot dei dati Successivamente vanno installati gli script che compongono il software e permettono l elaborazione del rendering e anche una serie di comandi che estendono le funzionalit di GrADS Di seguito verranno fornite le informazioni necessarie all installazione ed utilizzo di questi componenti Pagina 275 di 286 Rendering attraverso gli strumenti realizzati in linguaggio GrADS Per quanto riguarda il plot dei dati si anche in questo caso usato un tool open source ampiamente diffuso in questo settore GrADS Grid Analysis and Display System Tale tool stato usato in modalit batch permettendo una semplice elaborazione dei dati senza che l utente debba interagire con esso o conoscere comandi di basso livello per la sua esecuzione Prima di tutto occorre installare GrADS copiando questo software nel path opt Ottenuto il seguente path root serverhpc grads 2 0 a9 pwd Jopt grads 2 0 a9 occorre linkare l eseguibile di GrADS nel path dei comandi dell utente linux in questo modo sar possibile
86. per quello successivo Dopo aver installato e verificato tutte le componenti principali del Modello tramite la documentazione e i manuali allegati sono stati analizzati gli script relativi al pacchetto software per l esecuzione automatizzata dei singoli moduli al fine di capire come vanno inseriti nel sistema il funzionamento in generale e in quale modo essi permettono di ottenere l automatizzazione della configurazione e dell esecuzione del singolo modulo di elaborazione associato Come previsto dalla documentazione sono stati analizzati e riconfigurati tutti i path e i valori delle variabili d ambiente e le variabili parametriche che vengono configurate all interno stesso degli script per permettere l automatizzazione della configurazione per adattare gli stessi al nuovo sistema di calcolo Lo stesso tipo di lavoro stato fatto per tutti gli script realizzati ad hoc per l esecuzione dei moduli e anche per lo script Forecast che permette l esecuzione automatizzata di tutto il modello Come protocollo per il calcolo parallelo MPI all interno degli script stato individuato l utilizzo del protocollo MPICH 2 Come suggerito dalla documentazione si quindi proceduto all installazione all interno del cluster del compilatore e dell ambiente di runtime relativo al protocollo utilizzato Dopo aver configurato e verificato il funzionamento dei software installati stato analizzato lo script di automazione For
87. periodo di simulazione dal 15 al 20 dicembre 2010 i valori prodotti dagli scenari forzati variano tra 10 e 110 ug m su tutto il territorio indagato pi in dettaglio i valori risultano tra 10 e 25 ug m con una punta inferiore a 10 ug m sull area di Napoli e con valori tra 20 e 45 ug m con minimi di 10 15 e punte massime di 80 110 ug m in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno I valori pi alti si sono registrati nei giorni 17 e 18 dicembre venerd e sabato 2010 evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane in previsione dei consumi festivi Confronto con i dati prodotti nello scenario reale originale il raddoppio dei fattori di emissione rispetto ai valori reali riportati da EMEP non ha affatto avuto come conseguenza un aumento proporzionale delle concentrazioni simulate nel presente tentativo Anzi come era da aspettarsi e quindi a conferma indiretta delle analisi precedenti per Pagina 198 di 286 olveri sottili o particolato PM 0 non hanno subito alcuna variazione significativa Ci dovuto al fatto che il modulo CHIMERE si limita ad operare la diffusione del particolato senza che uest ultimo sia coinvolto nella rete di reazioni chimiche e fitochimiche co
88. pi dettagliati essendo riportati ora per ora per ciascun giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura stessa della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di essa I valori degli scenari simulati variano tra 10 e 15 ug m ma con un massimo di 30 40 ug m nelle ore serali del 6 dell 8 del 20 e del 21 23 marzo e con punte anche inferiori a 10 ug m sul territorio urbano di Napoli Inoltre vengono calcolati valori di 20 50 ug m con tendenza ad aumentare fino a 70 100 ug m nelle ore serali del 6 marzo e per tutto il giorno 7 e la notte dell 8 e nella sera del 15 marzo in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno Invece punte valori molto elevati 100 160 e fino a 200 ug m sono stati calcolati per le prime ore del pomeriggio dei giorni 17 21 marzo Nota bene i valori calcolati pi alti 100 200 ue m interessanti nodi autostradali extraurbani sforano il livello di attenzione previsto dagli standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del emissioni locali diversi dalle condizioni anche elevate di traffico o dalle emissioni di fondo della Regione non pr
89. pi probabile espressa dal massimo dei diagrammi che seguono di diversi km L illustrazione del metodo e le mappe di propagazione e ricaduta sono brevemente riportati nel DIMOSTRATORE Allegato WP5 5 _A16 D15 Scenari di Inquinamento Simulato Le elaborazioni previste nel Task 5 5 consentiranno di creare scenari di emissione in funzione di possibili variazioni tecnologiche nelle emissioni e scenari d inquinamento in differenti condizioni meteo locali Pagina 199 di 286 Nel sistema di equazioni elaborate attraverso il polo di calcolo parallelo verranno in pratica forzati parametri inquinanti diversi da quelli del momento per simulare nuovi scenari Ci permetter di studiare i conseguenti andamenti di inquinamento dovuti ad improvvise variazioni dei suddetti parametri ed una mappa dei principali luoghi di possibile impatto ambientale incrementato o mitigato degli inquinanti gassosi e del particolato Pagina 200 di 286 WinDimula 3 0 Introduzione WinDimula 3 0 WD3 un programma di simulazione ambientale costruito sulla base di un modello gaussiano per l emissione e propagazione di un pennacchio che permette di svolgere calcoli di diffusione in atmosfera di inquinanti non reattivi compresi tuttavia NOx e SO che pur essendo reattivi vengono considerati inerti nel programma emessi da sorgenti multiple puntiformi ed areali sparse su di un area che rappresenta il dominio di calcolo del modello anche in
90. possibile ottenere una serie di diverse visualizzazioni differenti in questo modo stato possibile scegliere il layout grafico che meglio si adattava agli specifici casi delle simulazioni effettuate Dal punto di vista strutturale la principale differenza tra le due modalit di rendering disponibili nell applicazione che la seconda si ottiene con script che sono stati realizzati attraverso il linguaggio Chimere mentre i primi sono basati sul linguaggio GrADS Gli script di questa modalit di rendering alternativa basata sul linguaggio Chimere possono essere a loro volta integrati con altri tool esterni che estendono le funzionalit grafiche gi presenti Tra questi quelli di particolare interesse sono quelli appartenenti alla suite IMmagemagick un package liberamente reperibile che fornisce numerosi tool open source per l elaborazione di grafici e la gestione e manipolazione di numerosi formati Altri package di particolare interesse per estendere delle funzionalit grafiche sono il Ghostscript e il GMT General Mapping Tool Il modello di elaborazione degli scenari di impatto ambientale Chimere esporta i dati simulati direttamente in formato NetCDF A partire da questo formato di output stato realizzato un tool che permette di esportare in maniera diretta i dati in formati facilmente visualizzabili La figura successiva mostra uno degli esempi che possibile ottenere attraverso questa diversa modalit di rendering In questo
91. procedura di esecuzione step per step Senza tale script l utente dovrebbe prima compilare i sorgenti F90 del software tramite il makefile poi dovrebbe configurare le variabili di ambiente e infine lanciare tutti i singoli sorgenti nella giusta successione specificando di volta in volta gli argomenti L utilizzo dello script per eseguire il software quindi pi che consigliato per evitare problemi e inutili complicazioni Sebbene la configurazione dell ambiente stata completamente nascosta all utente per la necessit applicativa di avere uno strato di astrazione standard di configurazione tuttavia possibile settare alcuni parametri per meglio personalizzare la propria applicazione In particolare prima di lanciare lo script shell emis surf sh utilizzando un qualsiasi editor di testo possibile accedere al sorgente dello script e modificare le seguenti variabili di ambiente export pdir SHOME chimere emiCTN 200803 la directory corrente in cui presente lo script va modificata nel caso in cui si decide di riposizionare lo script in una locazione diversa da quella predefinita export chimeredir SHOME chimere V200709D Indica il percorso in cui presente il makefile del modello chimere da utilizzare export bigfiles SHOME chimere BIGFILES La directory in cui andare a scrivere l output dell esecuzione All interno di questo percorso verr automaticamente creata la directory EMI
92. proprio alla crescente esigenza non solo di conoscere uno scenario di inquinamento rilevato allo stato attuale ma anche di valutare l impatto ambientale prodotto da una qualsiasi fonte che si ha intenzione di inserire sul territorio Questo possibile con lo sviluppo di modelli di Qualit dell aria che tengano conto dei fenomeni di emissione di trasporto di trasformazione chimica e fotochimica e di ricaduta di inquinanti gassosi e di polveri fini di origine antropica e che siano validati con opportune campagne di monitoraggio Con tali modelli possibile conoscendo preventivamente lo scenario conseguente l immissione della fonte d inquinamento portare avanti una pianificazione territoriale nel rispetto dell ambiente I composti maggiormente responsabili dell inquinamento dell aria presi in considerazione sono e Monossido di Carbonio CO e Ossidi d Azoto NOx e Ozono 03 e Polveri di taglio PM10 INQUINAMNTI GASSOSI Il MONOSSIDO DI CARBONIO un gas incolore inodore infiammabile e molto tossico che si forma durante la combustione delle sostanze organiche quando sono incomplete per mancanza di ossigeno Il monossido di carbonio fortemente diffuso soprattutto nelle aree urbane a causa dell inquinamento prodotto dagli scarichi degli autoveicoli e dall uso di combustibili fossili negli impianti industriali Gli effetti sull ambiente possono considerarsi trascurabili mentre gli effetti sull uomo son
93. quanto riportato nel manuale descrittivo allegato al software una completa pre configurazione era gi presente all interno del pacchetto software in base alle specifiche della Federico II Questa pre configurazione di fatto permetteva gi di effettuare una simulazione con una configurazione specifica per la regione Campania stato quindi possibile utilizzare la configurazione attuale andando a modificare solo quei parametri previsti dal sistema di calcolo oppure da nostre precise esigenze Per quanto riguarda il Pagina 42 di 286 funzionamento del Modello Meteo Regionale nella sua completezza era necessario eseguire 1 singoli moduli manualmente per verificarne anche la corretta installazione E stata quindi effettuata una simulazione completa di prova quindi l esecuzione in catena di tutti i moduli al fine di individuare i requisiti software previsti per permettere il funzionamento e l esecuzione Dopo aver installato i requisiti di software richiesti e configurato correttamente nel sistema le relative variabili di ambiente e allocato i file richiesti stata lanciata la simulazione completa e sono stati verificati i file di log per individuare ed analizzare gli eventuali errori Dopo aver ottenuto una simulazione senza errori sono stati analizzati tutti gli output dei singoli moduli eseguiti per verificare la coerenza e il corretto concatenamento la struttura del Modello prevede che l output di un modulo diventi input
94. scelti per la visualizzazione e produzione dei plot sono CO NO NO2 03 o PM10 out 20101006_20101009_D0M3_CO out 20101006_20101009_ D0M3_NO out 20101006_20101009_ D0M3_NO2 out 20101006_20101009_D0M3_03 out 20101006_20101009 D0M3_PMI10 out 20101215_20101220_D0M3_CO out 20101215_20101220_D0M3_NO out 20101215_20101220_D0M3_NO2 out 20101215_20101220_D0M3_03 out 20101215_20101220 D0M3_PMI0 out 20101225_20101230 D0M3_CO out 20101225_20101230_D0M3_NO out 20101225_20101230 _D0M3_NO2 out 20101225_20101230 _D0M3_03 out 20101225_20101230_D0M3_PMI10 out 20110102_20110107_ _D0M3_CO out 20110102_20110107_D0M3_NO out 20110102_20110107_D0M3_NO2 out 20110102_20110107_D0M3_03 out 20110102_20110107_D0M3_PMI10 out 20110126_20110131 D0M3_CO out 20110126_20110131 D0M3_NO out 20110126_20110131 D0M3_NO2 out 20110126_20110131_ D0M3_03 out 20110126_20110131 D0M3_PMI0 out 20110131 20110206 D0M3_CO out 20110131 20110206 D0M3_NO out 20110131 20110206 _D0M3_NO2 out 20110131_20110206_D0M3_03 out 20110131_20110206_ D0M3_PMI10 out 20110301_20110308_D0M3_CO out 20110301_20110308_D0M3_NO out 20110301_20110308_D0M3_NO2 out 20110301_20110308_D0M3_03 out 20110301_20110308_D0M3_PMI10 out 20110308_20110315_D0M3_CO out 20110308_20110315_D0M3_NO out 20110308_20110315_D0M3_NO2 Or OO AEO E RO Y LL LL WWW NNNNNNNNNNTt CTtutitTtiTtteti DISSI PONI LIU PUN OLIISUDWIWNHO Pagina 218 di 286
95. simulazione standard eseguendo quindi tutti i moduli previsti sono stati individuati 1 requisiti minimi per l elaborazione del software Tali requisiti prevedono l utilizzo di almeno 8 core di calcolo pi un nodo Master head node per la gestione del Cluster Ogni core deve essere composto da e Un Processore x86_64 AMD64 e 1Gb di memoria Ram Su un infrastruttura di questo tipo rispondente ai requisiti minimi richiesti stato ipotizzato un tempo di elaborazione della simulazione scalandolo direttamente da quello ottenuto in ambiente di testing Pagina 28 di 286 La durata della simulazione completa con l hardware minimo e con il setup descritto sopra si dovrebbe attestare intorno alle 12 ore circa di elaborazione Dalle informazioni ottenute in ambiente di testing si valutata la realizzazione di un prototipo di architettura basato su hardware di ultima generazione come gli chassis Blade Nonostante l architettura Beowulf preveda l utilizzo di componenti standard presenti in commercio al dettaglio stato deciso di utilizzare per questo prototipo la tecnologia Blade dal momento che essa permette di ottenere un giusto compromesso tra elevate prestazioni alta scalabilit e minimizzazione nell occupazione di spazi all interno della sala server Altro aspetto rilevante la notevole semplificazione circa il cablaggio di componenti ingombranti come cavi di collegamento alimentazioni connessioni fibre chann
96. stati inoltre registrati dalle Centraline ARPAC dei Capoluoghi nei giorni di ottobre con una tendenza a crescere con il progredire del mese I valori pi bassi in tutto questo periodo sono riportati dalle Centraline dello Osservatorio Astronomico di Napoli e da quelle di Avellino Citt 2 a dicembre 2010 i risultati calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE forniscono valori medi orari oscillanti con punte estreme di 5 110 g m su tutto il territorio indagato con valori tra 10 e 30 g sull area di Napoli e con valori frequenti tra 10 e 40 g m ma con punte massime di 80 110 g m in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno I valori pi alti si sono registrati nei giorni 17 e 18 dicembre venerd e sabato 2010 e all alba del 25 dicembre evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane in previsione dei consumi festivi e il graduale decremento a fine anno In tutto il periodo di dicembre 2010 le Centraline ARPAC hanno registrato valori medi giornalieri Pagina 224 di 286 compatibili Per altro in concomitanza della fine dell anno i valori sono schizzati fino a 130 a Napoli e a 166 a Benevento I valori pi alti compreso quello di 130 g m in una stazione di Napoli Citt regis
97. time_step_fract_num 0 time_step_fract_den I max_dom 2 e_we 104 82 103 e_sn 104 103 103 s_vert 1 1 1 1 e_vert 28 28 28 num_metgrid_levels 27 dx 27000 9000 3000 dy 27000 9000 3000 grid_id 1 2 3 parent_id 0 1l 2 3 i_parent_start l 39 22 j parent_start 1l 30 48 come in namelist wps passo temporale di integrazione in minuti attiva il nesting indicando il numero di domini totali in questo caso vi solo un domino innestato come in namelist wps Pagina 77 di 286 parent_grid_ratio 1 3 3 parent_time_step_ratio 1 3 3 feedback 1 smooth_option 0 use_adaptive_time_step true step_to_output_time true target_cfl 1 2 1 2 1 2 max_step_increase_pct 5 51 51 starting_time_step 180 20 6 max_time_step 1 1 1 min_time_step 1 1 1 rapporto tra il passo di griglia del PD e del ND rapporto tra il passo temporale del PD e del ND pu essere diverso dal rapporto spaziale ma bisogna mantenere un valore che garantisca stabilit computazionale in caso contrario nei file di log potrebbe apparire un avviso tipo CFL gt 1 feedback 0 corrisponde al 1 way nest feedback 1 corrisponde al 2 way nesting metodo di smoothing dei dati tra griglie innestate Pagina 78 di 286 Nella prossima section vengono definite le opzioni della cosiddetta fisica del modello queste opzioni riguardano gli schemi di parametrizzazione dei processi d
98. 0 i valori massimi valutati variano tra 18 e 38 ppbv corrispondenti a 36 77 ug m nel periodo invernale valori che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Pagina 144 di 286 Tali valori sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le Centraline nei giorni finali della settimana segnalano valori pi alti fino a 75 90 a Caserta T media 10 C 25 30 dicembre 2010 i valori massimi valutati variano tra 15 e 34 ppbv cio 30 69 ug m con minimi inferiori a 10 ppbv 20 ug m nella notte tra il 29 e il 30 dicembre Tali valori sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le Centraline nei giorni finali della settimana segnalano valori pi alti fino a 75 85 a Caserta 2 7 gennaio 2011 i valori massimi valutati variano anche in questo caso tra 15 e 36 ppbv 30 73 ug m con minimi inferiori a 10 ppbv 20 ug m nella serata del 4 gennaio Tali valori sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le Centraline di Caserta segnalavano il 3 gennaio valori medi giornalieri di79 84 ug m Anche nei giorni dal 26 gennaio al 6 febbraio 2011 i valori massimi valutati variano tra 31 e
99. 010 Sono state quindi effettuate dalla UNITEC operazioni di verifica dell attrezzatura di sostituzione delle componenti danneggiate di taratura dell Hardware e di aggiornamento del Software ed stato inoltre installato il rilevatore GPS L ETL stato pertanto rispedito dalla societ UNITEC alla CERTITEC alla fine del mese di Ottobre L Installazione e il Testing e taratura del DUSTSCAN sono stati condotti insieme alla SISTEMA SERVIZI CONSULTING dai Borsisti del Dipartimento di Chimica Dott ri Ida Duro e Luigi Varriale con la direzione del Prof Guido Barone L Installazione e il Testing e taratura dell ETL BUS stato effettuato dalla societ CERTITEC con la collaborazione della SISTEMA SERVIZI CONSULTING e con l assistenza delle ditte ORION ed UNITEC Pagina 125 di 286 WP4 2_A6bis Tabella Taratura DUST SCANN Strumento PMyw Strumento PM Coefficiente Periodo ug m ug m taratura Tecora SUN 17 6 DUSTSCAN 21 4 1 2 26 01 20010 a Caserta a Caserta 01 02 2010 Tecora DipChim 10 1 DUSTSCAN a 11 5 1 1 14 10 2010 a M S Angelo M S Angelo 18 10 2010 Coefficiente medio di taratura 1 15 Accettato e utilizzato nel prosiego del Progetto ITM4 I valori di PMo misurati con DUST SCAN debbono quindi essere ridotti per un fattore 1 15 ug m Pagina 126 di 286 WP4 3_ Relazione Generale Task 4 3 I dati di concentrazione in output ottenuti dalla Catena WRF EMEP CHIMERE contribuiranno alla e
100. 06 2010 regionale M3 Verifica equipaggiamento laboratorio mobile WP 4 Task 4 2 31 10 2010 M4 Verifica sistema grafico WP 6 Task 6 1 30 11 2010 M5 Verifica scenari storici WP 4 Task 4 1 31 12 2010 M6 Verifica scenari realistici WP 4 Task 4 4 30 04 2011 M7 Elaborazione Scenari di ing nto simulato WP 5 Task 5 1 31 07 2011 M8 Verifica grafici e mappe WP 6 Task 6 2 18 08 2011 Pagina 15 di 286 Deliverables DI D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 TABELLA 6 2 ELENCO DELIVERABLES Denominazione Programma di ricerca Piano avanzamento lavori Sistema di calcolo parallelo Modello meteorologico regionale Modello di emissione Modello di dispersione e reazione Scenari storici di inquinamento Laboratorio mobile Banca dati Scenari reali di inquinamento Scenari reali di inquinamento in stagione metereologica primaverile ed estiva Programma delle attivit di campionamento e simulazione Banca dati aggiornata Analisi dati e confronto con scenari simulati Scenari di inquinamento simulati e da nuovi insediamenti Sistema grafico Tabelle dati e grafici mappe Analisi dei risultati WP Task WP 1 Task 1 1 WP 1 Task 1 2 WP 2 Task 2 1 WP 3 Task 3 1 WP 3 Task 3 2 WP 3 Task 3 3 WP 4 Task 4 1 WP 4 Task 4 2 WP 4 Task 4 3 WP 4 Task 4 4 WP 5 Task 5 1 WP 5 Task 5 2 WP 5 Task 5 3 WP 5 Task 5 4 WP 5 Task 5 5 WP 6 Task 6 1 WP 6 Task 6 2 WP 6 Task 6 3 Pagina 16 di 286
101. 10708_D0M3_03 out 20110704_20110708_D0M3_PM10 Pagina 219 di 286 Degli stessi plot sopra elencati sono stati realizzati anche le versioni relative agli scenari alterati con PAR 0 ovvero gli scenari realizzati utilizzando parametri degli inquinanti prossimi allo zero vedere documentazione relativa al WP 3 per ulteriori informazioni Di seguito la lista completa dei plot relativi agli scenari di inquinamento PAR 2 ovvero con parametri di inquinamento alterati con fattore moltiplicativo pari a 2 valori degli inquinanti raddoppiati out 20101215_20101220_D0M3_CO out 20101215_20101220_D0M3_NO out 20101215_20101220_D0M3_NO2 out 20101215_20101220_D0M3_03 out 20101215_20101220_D0M3_PM10 out 20101225_20101230_D0M3_CO out 20101225_20101230_D0M3_NO out 20101225_20101230_D0M3_NO2 out 20101225_20101230_D0M3_03 out 20101225_20101230_ D0M3_PMI0 out 20110704_20110708_D0M3_CO out 20110704_20110708_D0M3_NO out 20110704_20110708_D0M3_NO2 out 20110704_20110708_D0M3_03 out 20110704_20110708_D0M3_PM10 Nera DICA do ar pai ia NI DAWN Pagina 220 di 286 Conclusioni Sono state prodotte mappe relative a 16 scenari con valori di inquinamento non alterati Ogni scenario ha una durata media di 5 giorni di simulazione per un totale di 80 giorni simulati e renderizzati Per ogni giorno sono state prodotte mappe a cadenza oraria 24 mappe per giorno relative a 5 inquinanti selezionati CO NO NO2 03 PM10 Consideran
102. 11 Polveri sottili PM10 Per le polveri sottili PM 0 i valori medi misurati dal 2 al 5 maggio 2011 presso il Dipartimento di Chimica del Campus Universitario di Monte S Angelo via Cintia mediante il DUST SCAN e corretti per la calibrazione dello strumento in ciascun giorno hanno oscillato tra 6 6 e 26 6 g m i valori medi misurati dal 9 al 13 maggio 2011 su di una terrazza di un piano alto di via Nicolardi in ciascun giorno hanno oscillato tra 4 8 e 17 5 g m i valori medi misurati dal 16 al 23 maggio 2011 su di una terrazza di un piano alto di via Orsoline a Santa Croce nei pressi dell Ospedale Monaldi hanno oscillato tra 4 5 e 28 7 g m Inquinanti gassosi CO NO somma di NO e NO e 03 Rilevazioni sono state effettuate nei seguenti periodi dal 6 all 8 aprile 2011 Per gli NO somma dei valori di NO e NO i valori misurati a via Consalvo Certitec oscillavano tra 50 e 250 g m Per il CO i valori misurati non superavano 1 5 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 20 e 120 g m dal 2 al 5 maggio 2011 Per gli NO i valori medi misurati al Dipartimento di Chimica al Campus universitario di Monte s Angelo oscillavano tra 3 2 e 150 g m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 6 mg m Per l O i valori medi misurati oscillavano tra 115 e 208 g m j dal 9 al 13 maggio 2011 Pagina 246 di 286 Per gli NO i valori medi misurati su di una terrazza di un p
103. 2 nelle Centraline nelle Centraline di Benevento Valori di 10 44 ug m sono stati registrati dalle Centraline ARPAC di Acerra Per altro in concomitanza della fine dell anno i valori sono schizzati a 59 130 a Napoli a 70 a Caserta a 99 166 a Benevento e a 94 97 ug m alle due Centraline funzionanti di Acerra I valori pi bassi in tutto questo periodo sono riportati dalle Centraline dello Osservatorio Astronomico di Napoli e da quelle di Avellino Citt Nota bene i valori pi alti compreso quello di 130 ug m in una stazione di Napoli Citt e quelli di Benevent Caserta registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi urbani e per le due di Acerra in particolare per il 30 dicembre sono molto al di sopra dei livelli di attenzione previste dagli Standard di Qualit dell Aria e dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 2 7 gennaio 2011 gli scenari registrano valori oscillanti con punte estreme di 5 110 ug m su tutto il territorio indagato pi in dettaglio i valori risultano tra 10 e 25 ug m con una punta inferiore a 10 ug m sull area di Napoli e con valori tra 15 e 40 ug m in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli e dell Asse mediano di 15 55 g m in corrispondenza del Nodo Autostradale della Caserta Salerno con la Napoli
104. 233 di 286 63 g m il 24 e 25 marzo in Napoli di 18 32 g m ad Avellino di 18 53 g m a Benevento di 10 26 g m a Caserta di 15 35 g m a Salerno con massimi di 50 il 24 e il 25 marzo e infine di 10 40 g m ad Acerra con massimi di 50 54 sempre il 24 e 25 marzo Inquinanti gassosi CO NO e 03 Per marzo la T media stimata stata assunta di 17 C NO Anche nel caso dell NO bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni ottenute dalle simulazioni sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt forniscono delle rappresentazioni molto pi dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati variano tra 1 9 e 38 g m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 95 g m in particolare nelle primissime ore della mattina e in qualche caso anche nelle prime ore della sera Nelle localit extraurbane e sui nodi autostradali non si riscontravano valori particolarmente differenti I valori pi bassi sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capolu
105. 25 maggio 25 29 maggio 29 maggio 2 giugno 4 8 luglio Gli scenari relativi alle coppie di periodi consecutivi presentano un giorno di sovrapposizione necessario per controllare eventuali problemi di inizializzazione che possono inficiare il primo giorno di simulazione Come peri TASK 4 1 e seguenti gli Output della Catena WRF EMEP CHIMERE si possono poi confrontare con una serie di dati di concentrazioni misurate per alcuni inquinanti gassosi e polveri sottili ottenute da varie fonti 3 Dati dalle Centraline fisse ARPAC della Regione Campania il reperimento di questi dati dalla rete stato effettuato in pi riprese da un ex Borsista del Dipartimento di Chimica 4 Dati ottenuti da campagne condotte dal personale della CERTITEC e da un borsista docente del Dipartimento di Chimica utilizzando strumentazioni di detta Ditta e del Dipartimento di Chimica della Universit FEDERICO II I punti 1 e 2 consentiranno un confronto tra gli scenari prodotti i dati delle centraline ARPAC e le misure effettuate dal Laboratorio mobile vedi i Task seguenti WP5 2 3 e 4 Pagina 164 di 286 WPS5 1 Analisi degli Scenari rappresentati come Mappe WPS5 1_1 Polveri sottili PM 0 Fase caratterizzata da clima primaverile ed estivo Dal 30 aprile al 13 maggio in questo periodo di maggio con clima primaverile gli Scenari prodotti indicano per le polveri sottili PM10 valori orari nella prima settimana compresi tra 10 e 24 ug m n
106. 3 di 286 4 Aprire il file di emissioni con un qualsiasi editor di testo e inserire le prime 4 righe di 5 6 commento qualora non ci fossero gi Per commentare una riga inserire il simbolo all inizio di ciascuna riga Il file una volta modificato dovr avere la seguenti righe iniziali WebDab output on Tue Dec 14 16 16 16 2010 Format IS02 YEAR SECTOR POLLUTANT i j UNIT NUMBER FLAG lt resto del documento gt DK 2010p S1 C0 51 51 Mg 0 DK 2010p S2 C0 51 51 Mg 0 Ecc Copiare il file delle emissioni nel relativo path digitare quindi il seguente comando cp opt mod2 emi2008b emiSURF 2008 annual EMEP data_expert emep_anno txt e premere Invio Per predisporre i dati all elaborazione necessario effettuare una pre elaborazione degli stessi lanciando il comando preproc Digitare quindi Jopt mod2 emi2008b emiSURF 2008 annual EMEP preproc sh anno e premere Invio 7 Adesso possibile lanciare lo script specificando il path completo quindi all interno del 7 terminale digitare opt mod2 chimere emiCTN 200803 emis surf sh e premere Invio In alternativa al punto 7 di sopra possibile entrare prima nel path dell applicazione e successivamente lanciare lo script In tal caso digitare cd opt mod2 chimere emiCTN 200803 premere Invio e successivamente digitare emis surf sh e premere Invio Pagina 94 di 286 L applicazione andr in esecuzione e far tutto a
107. 30000 20000 10000 Q 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Deposizione cumulata 0 00348 0 00313 0 00278 0 00243 0 00209 0 00174 0 00139 0 00104 0 00070 0 00035 0 0022 0 0020 0 0018 0 0016 0 0014 0 0012 0 0010 0 0008 0 0006 0 0004 0 0002 0 0000 D 10000 Ore 18 00 23 00vento OSO 20000 30000 31260 11160 59940 22320 40000 Pagina 206 di 286 Deposizione cumulata 0 00597 0 00537 0 00477 0 00418 0 00358 0 00298 0 00239 0 00179 0 00119 0 00060 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 007 0 006 0 005 0 004 0 003 0 002 0 001 0 000 0 10000 20000 30000 40000 31260 10440 59580 22320 1 07 2011 ore 00 00 5 00 vento variabile preso come OSO 180 Pagina 207 di 286 PIOTTA 3 Pod daoi Sant Agata de Goti Moiano l San Ta yar Pagina 208 di 286 RELAZIONE GENERALE WP 6 Il WP6 interessa il rendering grafico dei dati di output ottenuti dalle simulazioni di impatto ambientale degli inquinanti ricavati precedentemente con l elaborazione a catena del Modello Meteo Regionale applicato alla Regione Campania e soprattutto il Modello di Dispersione e Reazione degli inquinanti entrambi utilizzati nell ambito della catena modellistica alla base del progetto Il lavoro svolto in questa fase quindi consisteva nell installazione e configurazione del pacchetto software relativo al Modulo
108. 9 70 g m nelle ore notturne del 31 dicembre e nelle prime ore del 1 gennaio per ritornare a valori di 23 26 g m nei giorni dal 3 al 5 e calare infine a 10 g m nei giorni 6 e 7 gennaio E quindi chiarissimo che il picco estremo verificatosi la notte di Capodanno e stato causato dalle esplosioni dei fuochi artificiali Nei giorni critici di fine anno le centraline ARPAC di quartieri collinari di Napoli segnalavano valori medi giornalieri anche di 60 100 g m con punte fino a 130 g m a via Argine Nei giorni successivi le centraline ARPAC segnalavano ancora valori molto alti e fuori dalle medie giornaliere delle settimane precedenti Evidentemente mentre sulla terrazza dell ultimo piano di via Orsoline la ventilazione operava pi rapidamente ancora il 7 gennaio la centralina di via Argine segnalava 130 g m indicando che la cappa di aerosol e particolato stagnava ancora sulla citt Inquinanti gassosi CO NOx somma di NO e NO e 03 25 gennaio 10 febbraio 2011 vengono discussi solo i dati del 9 e 10 febbraio misure continuative con ETL BUS postazione fissa su di una terrazza di un piano basso di via Consalvo a Fuorigrotta Per il monossido di carbonio CO i valori medi giornalieri riscontrati erano di 0 40 mg m il giorno 9 2 e di 0 12 mg m per il 10 2 e di 0 47 per 11 2 2011 mentre gli ultimi dati registrati per le Centraline ARPAC nei giorni precedenti risultavano anche superiori a 1 3 mg m si tenga per prese
109. AA cc S Pagina 33 di 286 COLLAUDO DELLA PIATTAFORMA OPERATIVA SOFTWARE SUPERATO e Verifica installazione e configurazione del sistema operativo Fedora per il nodo master e per i nodi di calcolo lt e Verifica configurazione indirizzi IP subnet Gateway ecc della rete di comunicazione tra i nodi del sistema e Verifica configurazione del sistema di autentificazione degli utenti sui nodi NIS e Verifica installazione e funzionalit dell accesso remoto ai nodi del sistema attraverso la shell ssh e Verifica configurazione della Storage area network SAN e connettivit dello storage con il resto del sistema e Verifica installazione e configurazione dei pacchetti software per il nodo master e per i nodi di calcolo e Verifica corretta attivazione e esecuzione dei servizi allo start up dei nodi del sistema e Verifica del monitoraggio effettuato dal software di monitoring Ganglia e Benchmark delle prestazioni per analizzare il carico di lavoro delle CPU dei singoli nodi del sistema e Verifica del corretto bilanciamento del carico di lavoro delle CPU effettuato dal software di gestione delle risorse Torque lt uG G amp G LSN SS Pagina 34 di 286 RELAZIONE GENERALE WP 3 Il WP3 interessa l implementazione e configurazione dei modelli previsti dal progetto relativi all elaborazione e simulazione di scenari di impatto ambientale nella regione Campania Il modello Meteo Regionale confi
110. ARPAT della Regione Toscana In realt i dati delle Centraline della Rete Regionale in questo periodo in qualche caso hanno registrato valori di 0 4 1 6 con una punta di 2 1 a Caserta Centurano e di 1 3 2 2 con la punta di 3 2 mg m al Museo Nazionale il 7 gennaio Pagina 227 di 286 I valori medi giornalieri misurati dal Laboratorio Mobile in via Consalvo a Fuorigrotta erano tra 0 12 e 0 47 mg m mentre gli ultimi dati registrati per le Centraline ARPAC nei giorni precedenti ma in altri quartieri di Napoli risultavano anche superiori a 1 3 mg m si tenga per presente che la Centralina ARPAC pi vicina quella della Scuola Silio Italico non funzionante da diverso tempo Si tenga comunque presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativamente pi leggero dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a stratificarsi pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale di 995 mbar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza Pagina 228 di 286 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sot
111. D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana D altra parte si tenga presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativamente pi leggero dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 tenendo conto delle percentuali dei principali gas componenti azoto ossigeno e argon e quindi tende a stratificarsi pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza Poich il CO molto poco reattivo ci potrebbe indicare che esso disperso su tutto il territorio in strati sovrapposti e che l aria regionale caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 O3 e da componenti chimicamente riducenti Ci comporta una notevole capacit reattiva residuale Questi risultati quindi non dovrebbero inficiare la validit degli scenari
112. E per effettuare delle previsioni realistiche a breve oggi domani dopodomani sullo stato dell inquinamento atmosferico e della Qualit dell aria occorre sviluppare il calcolo per i 4 5 giorni precedenti ed effettuare una valutazione reale della situazione attuale e sviluppare una simulazione a 24 72 ore per i giorni successivi WP6 3 10 Utilizzabilit e Commerciabilit dei prodotti Pagina 266 di 286 Non qui il luogo per effettuare una valutazione di marketing ma una brevissima considerazione sulla utilizzabilit dei risultati di questo progetto va fatta In realt oltre ovviamente alla Regione Campania possono essere interessati tutti gli altri Enti pubblici Comuni Aree Metropolitane Province fintanto che rimarranno in vita o eventuali Organi intermedi che le dovessero sostituire sia campani che di altre Regioni e Autorit locali Ma anche altri Enti di servizio Aziende e strutture produttive potranno essere interessate Ovviamente vi un problema di know how e di capacit informatica di cui attualmente dispongono solo alcuni elementi del personale dell ITM e del Dipartimento di Chimica dell Universit oltre ad alcuni consulenti esterni anche in maniera integrata fra di loro Altri eventuali utilizzatori dovranno quindi addestrare a loro volta del personale qualificato e disporre delle facilities di calcolo oppure dovranno incaricare 1 ITM di sviluppare progetti ad hoc per le loro esigenze Pagina 267 di 286
113. F_ROOT Essendo il modulo principale e pi complesso del modello quello che integra nel tempo e nello spazio le equazioni approssimate numericamente che descrivono l atmosfera sono numerosi i file da linkare e da rendere quindi disponibili all eseguibile durante il suo funzionamento Lo script crea a partire dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del WRF e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile wrf exe L utente deve settare in questa namelist numerosi parametri che riguardano le opzioni fisiche e numeriche del modello vedere il manuale operativo Lo script crea anche il machinefile necessario ad indicare al programma che fa girare in parallelo il modello quali e quanti processori usare Infine lo script lancia l eseguibile in parallelo e in seguito sposta il file di log creato dal WRF e i file NetCDF di output all interno della directory creata dal doSetup e Script doWrf2GrADS Questo uno script aggiuntivo che non fa parte dei moduli del WRF ma ne risulta complementare al fine della visualizzazione degli output Lo script esegue il modulo ARWpost che processa i file di output del WRF versione ARW al fine di creare i metafile di input per il programma di post processing GrADS I metafile prodotti sono di due tipi dat in formato binario che contiene i valori delle variabili processate pi tutte le informazioni riguardanti la griglia del modello da cui provengono
114. Fase caratterizzata da clima primaverile ed estivo Dal 30 aprile al 13 maggio in questo periodo di maggio con clima primaverile gli Scenari prodotti indicano per le polveri sottili PM valori orari nella prima settimana compresi tra 10 e 24 ug m nelle aree urbane con valori invece di 36 42 ug m con punte fino a 60 ug m sulla Circonvallazione esterna di Napoli sull Asse mediano sul nodo delle Autostrade Caserta Salerno con quella Napoli Canosa Bari sul nodo tra questa ultima e le strade di raccordo con Benevento e Salerno rispettivamente e infine sul Distretto industriale di Avellino Est Nella seconda settimana i valori calcolati erano compresi tra 16 e 32 ug m sia nell area di Napoli Pagina 183 di 286 che in quelle di Avellino e Salerno con punte di 40 42 ug m mentre si registravano valori di 25 45 ug m sui tronchi e i nodi autostradali e stradali con punte di 60 il luned 9 nelle primissime ore del mattino quando presumibilmente si rimettono in moto i TIR Nel periodo dal 16 al 25 maggio gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM jo compresi tra 18 e 35 ug m sulle aree di Napoli e Salerno con valori minori di 7 13 ug m su Avellino e di 45 ug m su Acerra Nello stesso periodo si registravano valori di 25 50 ug m sui nodi autostradali e sulla Circonvallazione esterna di Napoli con punte massime di 60 80 ug m al solito all alba di luned 16 Nel periodo dal 29 maggio al 2 giugno gli S
115. Gli Scenari calcolati in realt forniscono delle rappresentazioni molto pi dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno I valori prodotti dalla catena di calcolo WRF EMEP CHIMERE da ottobre 2010 fino ai primi di febbraio 2011 variano tra 2 e 47 g m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 78 97 g m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 e le prime della sera 17 19 Valori simili erano calcolati per il raccordo Avellino Salerno I valori pi bassi sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione Nei giorni 5 7 febbraio le Centraline ARPAC nei Capoluoghi hanno registrato una impennata molto forte con valori medi giornalieri tra 40 e 95 g m in Napoli citt del tutto coerenti con quelli calcolati NO Per NO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente 1 dati relativi allo stesso Per ottobre e dicembre 2010 i risultati calcolati dalla
116. IMERE riesce a valutare questi dettagli quando non occorrano eventi emissivi straordinari incendi o disastri inprevisti In tuttii periodi valutati comunque non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 In Conclusione tra i valori medi orari calcolati per CO nei vari periodi di clima invernale semi primaverile ed estivo non si sono riscontrate particolari differenze D altra parte i valori primaverili risultano costantemente meno elevati come c era da aspettarsi per questo particolare inquinante Pagina 262 di 286 Inoltre le punte orarie relative all area di Napoli citt sono relativamente alte rispetto al resto del territorio regionale E da presumere che queste condizioni al contrario del caso precedente dell NO siano dettate non solo dalla meteorologia ma in parte preponderante dal modelli di emissione EMEP Inoltre poich il CO molto poco reattivo gli scenari prodotti dalla catena di calcolo WRF EMEP CHIMERE indicano che esso disperso su tutto il territorio in strati sovrapposti e che l aria regionale caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 03 e da componenti chimicamente riducenti Ci comporta una notevole capacit reattiva residuale Si deve tenere conto in
117. NO2 In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO2 ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia CO Anche nel caso del CO bisogna altres tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno I valori pi elevati sono riscontrati nelle prime ore del mattino quando i motori sono freddi e le combustioni poco efficienti Comunque gli scenari in questo caso potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori simulati 0 19 1 05 mg m sono pi alti dei dati riportati dalle Centraline spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati D altra parte un r
118. PAC ancora in funzione a Napoli registravano valori medi giornalieri compresi tra 16 e 40 ug m nelle prime due settimane e di 16 e 34 ug m nel secondo periodo 16 25 maggio quando in realt a Napoli erano rimaste in funzione solo e non tutte e due sempre le centraline dell ITIS di Via Argine e delle Ferrovie Le uniche centraline ancora in funzione ad Avellino e Salerno segnalavano valori rispettivamente compresi tra 14 e 20 e tra 18 e 34 ug m con una punta di 53 ug m il giorno 14 maggio Le due centraline ARPAC di Acerra registravano valori medi giornalieri compresi tra 7 e 42 ug m con una punta di 51 ug m il giorno 3 maggio in una di esse Nota bene in tutto il mese di maggio le centraline ARPAC di Caserta e Benevento non fornivano alcun risultato Rilevazioni con il Laboratorio Mobile sono state effettuate nei seguenti periodi dal 2 al 5 maggio 2011 presso il Dipartimento di Chimica del Campus Universitario di Monte S Pagina 179 di 286 Angelo via Cintia dal 9 al 13 maggio 2011 su di una terrazza di un piano alto di via Nicolardi dal 16 al 23 maggio 2011 su di una su di una terrazza di un piano alto di via Orsoline a Santa Croce nei pressi dell Ospedale Monaldi I valori medi orari misurati a Monte S Angelo corretti per la calibrazione dello strumento in ciascun giorno hanno oscillato tra 6 6 e 26 6 ug m a secondo dei giorni e dell ora quelli misurati a via Nicolardi tra 4 8 e 17 5 quelli misura
119. PE DEGLI SCENARI ELABORATI Di seguito sono riportate in stampa una selezione di mappe relative al periodo autunnale invernale e semi primaverile relative all anno 2010 2011 Pagina 286 di 286
120. Qualit dell Aria 150 ug m avvicinandosi a quello di allarme 300 ug im D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 Pagina 139 di 286 E da notare per altro che dal 5 febbraio alcune Centraline ARPAC nella Citt di Napoli hanno registrato valori molto elevati e fuori norma con punte persino di 237 ug m Il fatto che questi valori medi giornalieri non siano previsti dalle simulazioni dovrebbe indicare una discordanza tra i valori delle emissioni forniti dal modulo EMEP e focolai di emissioni locali diversi dal traffico o dalle emissioni di fondo della Regione non previsti da EMEP stesso questa fonte aggiuntiva dovrebbe essere rappresentata probabilmente dai roghi dei cumuli di immondizia verificatesi in alcuni punti della Citt Nota bene i dati riportati nell analisi degli scenari che precedono per quello che riguardano i valori massimi si riferiscono spesso ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi come riportato sopra I valori minimi delle simulazioni si riferiscono invece ai Capoluoghi di Provincia Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti unte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera con prolungamento fina alle primissime ore della notte successiva Essi altres tengono conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei per
121. S Data Server ovvero il server dei dati necessario per ulteriori sviluppi futuri e ampliare le funzionalit dell applicazione GrADS La versione presente era la gds 2 0 che rappresenta l ultima versione attualmente rilasciata Si quindi proceduto con lo scompattamento del software stesso all interno del pacchetto e la successiva installazione infine sono stati riconfigurati alcuni aspetti per rispettare alcune specifiche dell ambiente di calcolo Infine dopo aver installato tutti i requisiti richiesti e analizzati nella documentazione stato quindi installato il componente di elaborazione grafico La versione presente nel pacchetto software la 2 0 ovvero l ultima versione rilasciata per il sistema operativo alla base del sistema Cluster I sorgenti del pacchetto di installazione sono stati prelevati direttamente dal pacchetto software in fornitura e quindi installato e riadattato per il nuovo sistema ospite Analizzando il software installato si notato un lavoro di pre configurazione in quanto come da noi richiesto il modulo 3 era gi stato configurato per un utilizzo in modalit batch in maniera tale che il software automaticamente esegua tutti i processi di rendering che di volta in volta vengono accodati alla queue dei processi e quindi permettendo una semplice elaborazione dei dati senza che l utente debba interagire con esso o conoscere comandi di basso livello per la sua esecuzione Per ottenere un rendering d
122. S per poter configurare i moduli di pre processing si chiama namelist wps e comprende diverse sezioni dipendenti da ciascun modulo pi una sezione condivisa amp share Dopo aver eseguito ciascun modulo si pu controllare l esito attraverso i file di log o di printout generati 3 1 Lo Script Geogrid Questo script esegue il modulo Geogrid del WRE Richiede 5 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire centerLongitude La longitudine centrale del dominio pi esterno da settare nel modello centerLatitude La latitudine centrale del dominio pi esterno da settare nel modello numberOfNests Il numero di griglie innestate Vengono linkati logicamente i file necessari all esecuzione di questo modulo geogrid exe 33 66 geog geogrid presenti nella sottodirectory WPS della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT Il settaggio delle griglie avviene mediante l edit di due sezioni della namelist namelist wps cc sezione amp share amp share wrf_core ARW start_date 2007 07 13_00 00 00 data di inizio simulazione end_date 2007 07 15 _00 00 00 data di fine simulazione interval_seconds 21600 intervallo con cui si forniscono le BC al modello max_dom 3 numero di domini totale io_form_geogrid 2 formato dei file di output dal modulo geogrid
123. SIONS FVG10 01 s nc gt writing results to file home NomeUtente chimere BIGFILES EMI_CTN EMISSIONS FVG10 02 s nc gt writing results to file hnome NomeUtente chimere BIGFILES EMI_CTN EMISSIONS FVG10 03 s nc Ecc Dopo la scrittura dei file di output l esecuzione da considerare conclusa A questo punto se non ci sono stati problemi e non vengono indicati errori l applicazione terminer l esecuzione e avr fornito come output i dati di emissione in formato NetCDF Questi file NetCDF che saranno l input del modello Chimere vengono memorizzati all interno della home dell utente nella cartella chimere BIGFILES EMI_CTN e hanno estensione ne Per poter accedere ai file digitare cd nome NomeUtente chimere BIGFILES EMI_CTN premere Invio e infine digitando il comando Is pu essere mostrati a schermo la lista dei file Pagina 96 di 286 Admin Guide Contenuto del Software Creazione e gestione dell archivio per i dati di emissione Le function gli script e i dati necessari al passaggio dai dati di emissione a quelli di input per il modello CHIMERE formato NetCDF sono organizzati in una cartella che contiene la cartella inputdata con i dati di emissione un makefile una cartella src con le function che trasformano i dati uno script shell il file emis surf sh che esegue in sequenza tutti i diversi comandi dati scaricati del database CTN_ACE vengono suddivisi in 4 cartelle d
124. TA mette a disposizione anche una serie di Tool per la gestione e l analisi di questi dati Quick Start Per utilizzare il software di normalizzazione possibile utilizzare uno script che automaticamente si occupa di compilare ed eseguire i diversi sorgenti scritto in F90 e di ottenere l output in formato NetCDF in maniera completamente automatica Utilizzando tale script la configurazione del software e delle variabili di ambiente stata completamente automatizzata e inserita all interno dell ambiente di esecuzione in maniera tale da nascondere e semplificare l utilizzo del software all utente finale che deve semplicemente occuparsi di eseguire lo script Per poter eseguire lo script necessario specificare il path completo in cui risiete lo script Quindi 1 Dopo essersi loggati all interno dell ambiente aprire il terminale cliccando dal men a tendina Applicazioni gt Accessori gt Terminale oppure cliccando con il tasto destro del mouse sul desktop e poi su Terminale 2 Dobbiamo controllare se siamo all interno della cartella home dell utente loggato Digitare il comando pwd premere Invio per eseguire il comando e verificare che viene visualizzato un percorso del tipo home NomeUtente Se non dovesse essere cos si deve accedere al corretto percorso di partenza digitare quindi cd nome NomeUtente e premere Invio 3 Rinominare il file delle emissioni in emep_anno txt es emep_2010 txt Pagina 9
125. Variables and attributes have one of twelve primitive data types or one of four user defined types create open Data Type L UserDefinedType L A A char name String type DataType values 1D array Variable te Dimension unsigned byte unsigned short unsigned int unsigned int64 string VariableLength type DataType A file has a top level unnamed group Each group may contain one or more named subgroups user defined types variables dimensions and attributes Variables also have attributes Variables may share dimensions indicating a common grid One or more dimensions may be of unlimited length Figura 2 diagramma del modello di NetCDF utilizzato nella versione NetCDF 4 Pagina 92 di 286 Manuale Operativo Modulo 2 Introduzione Il software di visualizzazione dei dati necessita come valore di input dei dati presenti negli inventari di emissione presenti nei database e permette di ottenere gli stessi dati trasformati nel formato NetCDF rispettando le specifiche della versione pi recente NetCDF 4 dati di output di questo software saranno quindi i dati di emissione provenienti da diverse fonti e diversi database ma trasformati e normalizzati in un formato unico per l appunto il NetCDF 4 che far da input per il modello Chimere Il formato NetCDF stato sviluppato dalla UNIDATA e utilizza una serie di array per l immagazzinamento dei dati scientifici La UNIDA
126. _CTN in cui vengono scritti i file nc Emission di output export dom FVG10 Indica una flag che viene utilizzata per formare il nome del file di output Nel momento in cui si lancia CHIMERE l operatore avr l accortezza di indicare al software in quale file si trovano i dati di emissione Il nome del file si forma secondo delle regole automatiche a partire dal valore della variabile di ambiente dom Pagina 100 di 286 RELAZIONE GENERALE WP4 Come descritto nell allegato D1 Programma di ricerca il Work Packages 4 consiste nella Validazione del modello di qualit dell aria ed articolato nei seguenti Task 1 Task 4 1 gt Scenari storici 2 Task 4 2 gt Laboratorio mobile 3 Task 4 3 gt Banca dati 4 Task 4 4 gt Scenari realistici Il Task 4 1 consiste nell elaborazione di uno o pi episodi di inquinamento accaduti in passato recente nell area della Regione Campania utilizzando una Banca Dati ottenuta dal Consorzio EMEP oppure direttamente dal Consorzio ISPRA per la stima delle emissioni mensili nel corso dell anno 2010 I dati di emissione EMEP utilizzati in simulazioni condotte con la Catena WRF EMEP CHIMERE contribuiranno alla elaborazione degli scenari storici di inquinamento e potranno essere confrontati con la raccolta delle serie temporali di concentrazione misurate mediante centraline ARPAC Questo database stato poi implementato con misure dirette delle concentrazioni di inqu
127. a 18 e 38 g m sull area di Napoli e tra 25 e 45 g m con punte di 60 65 g m in corrispondenza degli snodi autostradali nelle ore del tardo pomeriggio Negli stessi periodi le poche Centraline ARPAC ancora in funzione a Napoli registravano valori medi giornalieri compresi tra 16 e 40 g m nelle prime due settimane e di 16 e 34 g m nel secondo periodo 16 25 maggio quando in realt a Napoli era rimasta in funzione una solo centralina Le uniche centraline ancora in funzione ad Avellino e Salerno segnalavano valori rispettivamente compresi tra 14 e 20 e tra 18 e 34 g m con una punta di 53 g m il giorno 14 maggio Le due centraline ARPAC di Acerra registravano valori medi giornalieri compresi tra 7 e 42 g m con una punta di 51 g m il giorno 3 maggio in una di esse Tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto per il PM o sembra abbastanza soddisfacente dal punto di vista del Pagina 240 di 286 programma di simulazione Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati ora per ora per ciascun giorno in tutto il mese di maggio le centraline ARPAC di Caserta e Benevento non fornivano alcun risultato I dati riportati nell analisi degli scenari per quello che riguardano i valori massimi si riferiscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi come riportato sopra I valori minori delle simulazioni si riferi
128. a che insito nella natura della catena WRF Pagina 243 di 286 EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati nell ambito degli Scenari variano tra 69 e 89 g m in tutto il periodo primaverile studiato 30 aprile 2 giugno con massimi di 119 139 g i questi valori variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Questi valori sembrano apparentemente sovrastimati in quanto paragonabili o superiori a quelli dell NO Un primo elemento si riconnette al fatto che l atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come l NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V Le medie giornaliere registrate negli ultimi giorni di aprile oscillavano tra 48 e 90 g m con delle punte di 100 105 a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo
129. a la Strada presso il nodo autostradale oscillavano tra 20 e 140 ug m Infine il 12 luglio 2011 i valori medi misurati su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 38 e 47 g m In rosso i valori orari di sforamento rispetto alla Normativa registrati per l ozono Anche in questo caso sembra evidente che le eventuali differenze tra i dati delle Centraline ancora in funzione a Napoli medie giornaliere e i dati misurati con le strumentazioni del Laboratorio Mobile siano legate alle differenti condizioni di ventilazione in atto nei vari siti urbani di Napoli nonch al fatto che i i dati delle Centraline vengono mediati su tutta la giornata attenuando gli estremi dei picchi orari Per altro per l ozono si aggiunge un fattore spazio temporale in quanto l ozono non viene emesso direttamente dalle sorgenti inquinanti ma si forma per azione dei raggi UV vicini al visibile in ritardo nell ambito della cascata di reazioni fotochimiche e chimiche a partire dalla dissociazione del NO in NO e Ossigeno atomico molto reattivo Nelle zone collinari quindi l ozono si formerebbe in ritardo e in maggiore quantit inoltre a causa del suo peso molecolare 48 maggiore di quello medio dell aria 28 8 ristagnerebbe di pi vicino al suolo WP5 4_2 Analisi degli Scenari rappresentati come Mappe e confronto con i dati delle Centraline ARPAC e quelli del Laboratorio Mobile WP5 4_2 1 Polveri sottili PM0
130. a nella direzione verticale verranno modellizzati attraverso l uso di coefficienti di diffusione turbolenta ricavati dal medesimo software WRF I dati saranno forniti dal software WRF I dati riguardanti l orografia della regione Campania e l uso del suolo verranno acquisiti dall archivio Corine Land Use e dal USGS United States Geological Survey Le emissioni in atmosfera dei principali inquinanti primari verranno fornite direttamente dal software CHIMERE grazie all implementazione del database EMEP su scala europea e dei dati elaborati da ISPRA per il territorio italiano Pagina 41 di 286 Le condizioni iniziali verranno ricavate dai valori climatologici oppure dallo stato finale di una precedente simulazione inoltre si prevede di utilizzare uno start up di 24 ore ovvero la simulazione verr fatta partire 24 ore prima del periodo in esame allo scopo di minimizzare l impatto di eventuali transienti nel campo di concentrazione dovuti ad una non corretta scelta delle condizioni iniziali Le condizioni al contorno saranno ricavate dai dati climatologici rappresentativi per la regione Campania e da simulazioni del modello GOCART per l aerosol L output sar costituito dalla concentrazione oraria delle differenti specie incluse nel modello chimico nelle varie celle della maglia utilizzata per la discretizzazione del dominio spaziale WP 3 1 Installazione e configurazione del Modello Meteo Regionale per la Regione Campania N
131. a posizione in cui si trovano i file GRIB ad una sottodirectory della directory WPS mediante l utility link_grib csh Le sezioni della namelist namelist wps necessarie per questo modulo sono le seguenti cc amp ungrib out_format WPS prefix FILE o nel caso di file con i dati per la superficie marina Pagina 72 di 286 kungrib out_format WPS prefix SST Con i valori cos specificati nelle namelist i file intermedi generati lanciando ungrib exe vengono nominati come FILE 2007 07 13_00 FILE 2007 07 13_06 SST 2007 07 13_00 SST 2007 07 13_06 ecc Pagina 73 di 286 3 3 Lo Script Metgrid Questo script esegue il modulo Metgrid del WRF Richiede 5 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire initialDate La data di inizio del periodo simulato espressa nel formato coerente con quello usato nella nomenclatura dei file GRIB hours Le ore di durata del periodo simulato numberOfNests Numero di griglie innestate Vengono linkati logicamente i file necessari all esecuzione di questo modulo metgrid exe METGRID TBL presenti nella sottodirectory WPS della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto lo script crea dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del Metgrid e
132. abilit della CERTITEC Il calendario delle rilevazioni con laboratorio mobile riportato in A9bis D12 Rete di Campionamento e Simulazione La rete di campionamento rappresenta l insieme dei siti nei quali verr posizionato il Laboratorio Mobile per eseguire le rilevazioni dei gas e delle polveri sottili essi sono stati individuati in relazione alle zone in cui stato suddiviso il territorio regionale ed alle modalit di campionamento Tabella punti della Rete Piantina della Rete All A 9 ter planimetrie con la collocazione delle postazioni mobili e uelle delle centraline nell area urbana di Napoli A9 Oater Pagina 172 di 286 WPS5 3_Relazione Generale Task 5 3 Nuove Banche dati da rilevazioni del Laboratorio Mobile e da nuovi dati dalle Centraline ARPAC Dopo il posizionamento del laboratorio mobile sono state eseguite le rilevazioni dalla CERTITEC con le strumentazioni ETLBUS e dalla SISTEMA SERVIZI CONSULTING con le strumentazioni DUSTSCAN nei vari siti individuati per effettuare la seconda campagna di rilevazione Relazione WPS5 2 successivamente si proceduto all analisi tecnica sulla validit del dato da parte della SISTEMA SERVIZI CONSULTING infine stata eseguita dalla CERTITEC e dalla SISTEMA SERVIZI CONSULTING l elaborazione dei dati rilevati i cui risultati sono stati contestualmente analizzati dai ricercatori Come nel Task 4 3 i dati rilevati hanno non solo alimentato due nuove Banche dati
133. ali chiamate A tal proposito stato quindi installato il tool portmap che gestisce appunto le connessioni RPC e permette nello stesso tempo di incrementare la sicurezza del sistema Installato il sistema RPC stato quindi possibile installare un NIS Server tramite il tool ypserv configurare un dominio NIS ed impostare il ruolo di Server NIS per tale dominio Infine stato installato il demone NIS tramite il tool ypbind che una volta avviato rimane in ascolto dei Client che devono essere registrati nel dominio ovvero 1 nodi Slave Per permettere l accesso remoto sui nodi dell infrastruttura stato configurato su tutti i nodi una shell ssh e configurato il sistema in maniera tale che una volta che l utente si autenticato nel sistema tramite inserimento di user e password pu accedere a qualsiasi nodo del sistema tramite ssh senza reinserimento della password Sono state configurate quindi le home degli utenti in maniera tale da essere condivise tra tutti i nodi in questo modo l utente accede automaticamente al proprio spazio di disco di cui possiede i permessi home nomeutente Per quanto riguarda il sistema di comunicazione tra i nodi stato utilizzato il protocollo MPI Message Passing Interface sia tra i core dello stesso nodo sia tra i core di nodi differenti MPI sono quindi anche il set di librerie di programmazione scelte per gli scopi dell applicazione del calcolo parallelo e
134. ali sono venute meno perch il modulo EMEP che stima le emissioni regionale e provinciali no ha potuto prevedere incendi anche diffusi ad esempio di roghi stradali di sacchetti di immondizia innescati dalla popolazione di alcuni quartieri di Napoli o di alcuni Comuni Oppure roghi di cumuli di copertoni di ruote di auto e tir in localit extraurbane o infine di fuochi utilizzati dai ladri di cavi di rame per bruciarne le vernici isolanti Viceversa tutti gli eventi meteorologici sembrano stati ben inseriti nei programmi di calcolo ad opera del modulo EMEP stando alla coerenza dei risultati di diffusione delle polveri sottili e anche dei principali inquinanti gassosi esaminati con li informazione meteo fornite di giorno in giorno dalle stazioni meteo dell Aeronautica e dalle varie stazioni radiotelevisive locali WP6 3 6 Critica della attuale situazione carente della R R Come segnalato nelle varie Relazioni precedenti quest ultima lo stato di funzionamento delle Centraline fisse della Rete Regionale ARPAC andato peggiorando fortemente con il trascorrere dei mesi nel corso del 2011 Ad esempio tra fine marzo e primi di aprile delle Centraline di Napoli citt che ancora registravano il PM o erano passate da cinque su nove a due salvo una o due riattivate successivamente in modo saltuario A giugno ne era rimasta in funzione solo una Da tempo le Centraline di Benevento e Caserta non forniscono pi dati etc Il motivo principale si pu f
135. alle 8 del 21 maggio Pagina 186 di 286 Dal 25 maggio al 2 giugno si noti anche qui che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 16 e 0 39 ppmv corrispondenti rispettivamente a 0 18 e 0 44 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 0 6 0 7 ppmv 0 67 0 79 mg m Nel periodo dal 4 all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 18 e 0 36 ppmv corrispondenti rispettivamente a 0 20 e 0 40 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 0 90 1 10 ppmv 1 01 1 24 mg m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera In tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Comunque gli scenari prodotti potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori simulati 0 18 0 52 mg m sono dell ordine di diversi decimi di mg m mentre i dati delle Centraline sono spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati
136. altre aree cittadine risente meglio di una distribuzione diffusa su tutta l area urbana I risultati per le polveri sottili PM ottenuti con DUST SCANN sono riportati nella Banca Dati WP4 3_ Allegato_A8 e i Grafici corrispondenti nell Allegato _A9 I risultati stessi vengono confrontati con i dati ottenuti negli stessi periodi dalle Centraline ARPAC funzionanti per gli stessi giorni I dati delle Centraline ARPAC per il periodo interessato sono stati raccolti su di un CD che costituisce la Banca Dati WP4 3_ Allegato_ A7 Commento complessivo alle determinazioni sperimentali effettuate nelle fasi caratterizzate da clima invernale Anche se a distanza di un anno le misure effettuate a dicembre sia nel 2009 vedi pg 14 che nel 2010 in localit anche abbastanza distanti localit nei dintorni di Caserta o siti della Citt di Napoli sembrano abbastanza concordi tra loro e concordanti con i dati riportati dalle Centraline ARPAC in quartieri dei due Capoluoghi distanti anche alcuni km fra di loro e fra le localit studiate Ovviamente non sono considerati in questo commento i dati misurati nelle giornate di fine anno caratterizzate dalle esplosioni ripetute e continue di fuochi artificiali Le due indagini a distanza di un anno sembrano peraltro suggerire una considerevole affidabilit all indagine sperimentale condotta con i limitati strumenti a disposizione e ci pu essere di garanzia per future indagini sul territorio e integrare i
137. anche di 100 ug m nelle ore serali in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli e del Nodo Autostradale della Caserta Salerno con la Napoli Canosa interessanti nodi In tutto il periodo valutato i valori calcolati pi alti 70 100 ug m autostradali extraurbani risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 Alla ripresa dell anno nuovo le Centraline ARPAC nei Capoluoghi hanno registrato valori tra 23 e 75 ug m nei giorni 3 7 13 20 e dal 27 al 31 gennaio e fino al 4 febbraio con i soliti valori medi giornalieri pi accentuati in alcune delle Centraline di Napoli Vecchio Policlinico Museo Nazionale Ospedale Santobono di Benevento Ospedali Civili Riuniti e Salerno ASL2 mentre i valori pi bassi sono riportati come in precedenza dalle Centraline dello Osservatorio Astronomico di Napoli e da quelle di Avellino Citt Nei giorni 5 7 febbraio le Centraline ARPAC nei Capoluoghi e ad Acerra hanno registrato una impennata molto forte con valori medi giornalieri tra 70 e persino 237 ug m in Napoli citt Nota bene i valori di 70 75 e persino di 237 ug m registrati da una delle Centraline ARPAC di Napoli ha sforato di molto il livello di attenzione previsto dagli standard di
138. anno smesso di funzionare tranne quella dell Ospedale Santobono che nella prima decade di luglio registrava valori compresi tra 79 e 114 g m Si tenga per conto che l ozono 03 peso molecolare 48 molto pi pesante dell aria peso molecolare medio 28 8 per cui contrariamente al CO tende a stratificarsi pi vicino al suolo dove lo prelevano le pompe delle Centraline Si osserva quindi frequentemente una situazione apparentemente abnorme non prevista dagli scenari di emissione EMEP e che da imputare a particolari condizioni meteorologiche e di insolazione Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit Pagina 253 di 286 costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Comunque in tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti D altra parte i dati delle Centraline ARPAC dei Capoluoghi effettuano come gi sottolineato medie giornaliere e i minimi precedenti si riferiscono quasi sempre a orari di punta primo pomeriggio e al solito in aree relativamente lontane dai siti ove operano
139. anno smesso di funzionare tranne quella dell Ospedale Santobono che nella prima decade di luglio registrava valori compresi tra 79 e 114 ug m Si tenga per conto che l ozono 03 peso molecolare 48 molto pi pesante dell aria peso molecolare medio 28 8 per cui contrariamente al CO tende a stratificarsi pi vicino al suolo dove lo prelevano le pompe delle Centraline Si osserva quindi frequentemente una situazione apparentemente abnorme non prevista dagli scenari di emissione EMEP e che da imputare a particolari condizioni meteorologiche e di insolazione Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Comunque in tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria_ come dalle normative di Legge previste per stimare _il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti D altra parte i dati delle Centraline ARPAC dei Capoluoghi effettuano come gi sottolineato medie giornaliere e i minimi precedenti si riferiscono quasi sempre a orari di punta primo Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad
140. apido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana Pagina 235 di 286 D altra parte si tenga presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativamente pi leggero dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a diffondere rapidamente pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a molte decine di metri di altezza Poich il CO molto poco reattivo ci potrebbe indicare che esso disperso su tutto il territorio in strati sovrapposti e che l aria regionale caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 O3 e da componenti chimicamente riducenti Ci comporta una notevole capacit reattiva residuale Questi risultati quindi non dovrebbero inficiare la validit degli scenari calcolati e riportati indicando che effettivamente le c
141. ar girare il Geogrid bisogna lanciare il file eseguibile geogrid exe vengono generati file nominati geo_em d01 nc uno per ciascun dominio implementato Pagina 71 di 286 3 2 Lo Script Ungrib Questo script esegue 11 modulo Ungrib del WRE Richiede 6 input scratchDir La directory provvisoria di esecuzione del modulo tarFile Il file compresso contenente il codice del modulo da eseguire meteoGribDataRocot Il path della directory contenente i dati in formato GRIB necessari per creare le condizioni iniziali e al contorno initialDate La data di inizio del periodo simulato espressa nel formato coerente con quello usato nella nomenclatura dei file GRIB hours Le ore di durata del periodo simulato numberOfNests Numero di griglie innestate Vengono linkati logicamente i file necessari all esecuzione di questo modulo ungrib exe link_grib csh Vtable GFS presenti nella sottodirectory WPS della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT Prima di lanciare l eseguibile di questo modulo per estrapolare i dati dai file GRIB prodotti da un GCM necessario indicare la posizione delle Vtable file testuali contenenti le corrispondenze tra codici GRIB e parametro meteorologico che essi rappresentano Le Vtable cambiano a seconda del GCM che ha generato i GRIB utilizzati p es nel caso del modello global GFS In s ungrib Variable_Tables Vtable GFS Vtable linkare l
142. ar risalire alla mancanza di manutenzione provocata da un contenzioso giurico amministrativo tra le Ditte che hanno partecipato all ultimo Bando di gara indetto dalla Regione Campania In questa situazione i risultati della catena di calcolo WRF EMEP CHIMERE possono esercitare un valido ruolo di supplenza purch siano gestiti da personale a conoscenza del know how WP6 3 7 Potenzialit dell analisi suggerimenti per il rafforzamento della R R Altri capacit di analisi della catena WRF EMEP CHIMERE rappresentata dalla possibilit di calcolare l inquinamento da polveri sottili e da sostanze gassose previste dalle Normative di Legge anche in aree non coperte dalla Rete Regionale di Centraline fisse oltre alla possibilit di Pagina 265 di 286 arricchirne le corrispondenti Banche dati a disposizione delle Autorit locali o di potenziali utenti Da questo punto di vista si pu suggerire di arricchire non appena sar possibile la rete cittadina con Centraline nelle aree di Napoli Ovest Mergellina e Fuorigrotta e della periferia Nord oltre a ripristinare quelle esistenti Vi sono inoltre realt anche densamente popolate come la fascia costiera fino a Castellammare Pompei o la conurbazione interna Nola nodi delle autostrade Napoli Roma Bari Salerno valle dell Irno etc tutte di competenza dell Assessorato Regionale WP6 3 8 Potenzialit predittiva degli scenari Nel modulo WP5 5 stata dimostra
143. arametri necessari per definire gli schemi numerici con cui si approssimano discretizzano e risolvono le equazioni differenziali che descrivono la dinamica atmosferica Nella section body_control sono state configurate le opzioni che controllano il passaggio dei dati relativi alle condizioni a contorno di ciascun dominio generate dagli output dei moduli di pre elaborazione sia per quanto riguarda il dominio principale sia per i domini di nesting Finita la fase di configurazione del modello sono stati analizzati alcuni aspetti e verificato la coerenza e la corretta configurazione in base alle necessit del progetto Infine stata lanciata una simulazione di test tramite lo script di automazione Forecast Durante l esecuzione stato verificato se lo script crei correttamente il machinefile che deve indicare al programma che fa girare in parallelo 11 modello quali e quanti processori usare Inoltre stata verificata da parte dello script la corretta creazione a partire dagli input dati di altre variabili necessarie all esecuzione completa del modello meteo e la precisa concatenazione degli stessi nelle namelist specifiche in particolare la namelist input che necessaria al funzionamento dell eseguibile wrf exe relativo alla vera e propria simulazione Si infine verificato che i numerosi parametri che riguardano le opzioni fisiche e numeriche del modello settate nelle namelist siano coerenti con gli output
144. aria Sviluppato da diversi centri di ricerca americani si basa sul modello predecessore del National Center for Atmospheric Research NCAR il Fifth Generation Mesoscale Model MM5 Per quanto riguarda il lavoro di personalizzazione e di ingegnerizzazione del modello nell ambito del progetto sono stati realizzati una serie di script bash con la quale possibile eseguire le simulazioni del modello meteorologico semplificando le operazioni all utente Utilizzando tali script quindi si nasconde all operatore tutta la complessit derivante dall utilizzo diretto dei moduli di pre processing e processing del modello WRF Tutto il lavoro di semplificazione completato dal Forecast un macro script che ingloba al suo interno tutto il lavoro di ingegnerizzazione ottenuto con gli script di automazione Attraverso l utilizzo del Forecast possibile lanciare una simulazione del modello WRF con un singolo comando e ridurre al minimo i dati di input necessari alla simulazione In questo documento si propone una descrizione introduttiva dell Advanced Research WRF WRE ARW versione 3 1 e delle sue principali caratteristiche di implementazione Una descrizione pi dettagliata del modello presente nelle guide ufficiali scaricabili al seguente indirizzo http www mmm ucar edu wrf users pub doc html Si procede poi con la descrizione degli script realizzati ad hoc nell ambito del progetto che permettono di facilitare l utilizzo e l
145. aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a stratificarsi pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una ressione convenzionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza 15 20 dicembre 2010 gli scenari prodotti in questo caso potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori massimi simulati 0 15 0 60 ppbv corrispondenti a 0 18 0 71 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limitati inferiori a 0 36 ppbv 0 43 mg m in realt i dati delle Centraline sono spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati T media 10 C 25 30 dicembre 2010 gli scenari prodotti anche in questo caso forniscono valori massimi simulati di 0 17 0 80 ppbv vale a dire 0 20 0 95 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limit
146. ase del Modello Chimere Tale software ci stato fornito con una pre configurazione ad Hoc ed era quindi gi riadattato per le nostre esigenze di elaborazione e per la Regione Campania Non sono quindi state effettuate particolari modifiche alla configurazione gi esistente La versione presente nel pacchetto la Chimere 2008c ovvero l ultima versione rilasciata Non si sono riscontrati problemi durante l esecuzione del software per questo motivo si preferito non andare a toccare la pre configurazione gi prevista dal software fornito per evitare di avere problemi di compatibilit o complicazioni successive Come previsto dalla documentazione per l utilizzo del modello stato necessario installare come requisito di funzionamento il compilatore g95 e successivamente un compilatore per il message passing interface Il g95 un compilatore Fortran 90 95 2003 open source che stato scaricato dal sito ufficiale http www g95 org e installato seguendo la procedura standard necessario installarlo per poter compilare i numerosi script fortran presenti all interno del software che compone il modello e previsti dall elaborazione Il secondo compilatore installato il Lam MPI il compilatore open source per il message passing interface ovvero il calcolo parallelo multiprocessore necessario data la natura dell ambiente di clustering che alla base del sistema Lam MPI stato scelto tra le tante alternative pe
147. ase del modello Chimere utilizzato nell ambito del progetto Pagina 85 di 286 1 Introduzione La catena modellistica MRF CHIMERE implementata nell ambito del progetto richiede diversi tipi di dati per la simulazione di scenari di dispersione di inquinanti atmosferici In particolare il modello Chimere necessita di due tipi di dati di input dati meteorologici forniti dal modello meteorologico descritto nel modulo A e dati di emissione per le condizioni iniziali e al contorno Tutti questi dati vanno forniti su griglie regolari lat lon e in formati determinati In questo documento si illustrano le operazioni svolte per ottenere e trasformare nel formato necessario al modello Chimere 1 dati di emissione derivanti da banche dati pre esistenti In questo progetto a scopo dimostrativo si proceduto ad elaborare i dati di emissione EMEP nel formato richiesto dal modello Chimere Il software descritto in questo documento necessita come valore di input dei dati presenti da alcuni inventari di emissione e permette di ottenere gli stessi nel formato NetCDF 4 rispettando le specifiche richieste dal modello Chimere I dati di output di questo software saranno quindi i dati di emissione provenienti da diverse fonti e diversi database ma trasformati in un formato unico per l appunto il NetCDF 4 che far da input per il modello Chimere Il formato NetCDF stato sviluppato dalla UNIDATA e utilizza una serie di funzioni per l immagazzina
148. asi esclusivamente riferimento al termine NOx che st ad indicare la somma pesata del monossido d azoto NO e del biossido d Azoto NO2 L ossido di Azoto NO un gas incolore insapore ed inodore prodotto soprattutto nell ambito dei processi di combustione ad alta temperatura assieme al biossido d Azoto Esso viene poi ossidato in atmosfera dall ossigeno o pi rapidamente dall Ozono producendo biossido d azoto che ha una tossicit pi elevata Il Biossido d Azoto un gas tossico di colore giallo rosso dall odore forte e pungente e con grande potere irritante un energico ossidante quindi molto reattivo e corrosivo Il colore giallognolo delle foschie che ricoprono la citt ad elevato traffico dovuto soprattutto al biossido d Azoto nella sua forma dimerica N204 La principale fonte antropogenica dell Ossido d Azoto data dalle combustioni ad alta temperatura come quelle che avvengono nei motori degli autoveicoli l elevata temperatura che si origina durante lo scoppio provoca la reazione fra l azoto dell aria e l ossigeno formando monossido d azoto La quantit prodotta tanto pi elevata quanto maggiore la temperatura di combustione e quanto pi veloce il raffreddamento dei gas prodotti che impedisce la ridecomposizione in ossigeno ed azoto In generale i motori diesel emettono pi ossidi d azoto e particolati nerofumo rispetto ai motori a scoppio a benzina L adozione sempre
149. ask 4 2 Banca Dati Task 4 3 Scenari Realistici O T Elaboraz Validaz Scenari Simulati Scenari di Inquinamento Task 5 1 Pianificazione Campionamento e Simulazione Task 5 2 Banca Dati aggiornata Task 5 3 Analisi dati Task 5 4 Scenari Inq nto simulato da nuovi insediamenti Task 5 5 Output Rappresentazione Installazione modulo SW grafico Tabella Dati Grafici Mappe Task 6 2 Analisi dei Risultati Task 6 3 Prof Totale Risorse Umane per Mese Borsisti Pagina 18 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE WP 2 Sviluppo Sistema Calcolo Parallelo Task 2 1 Configurazione Installazione e Testing Sistema Milestone M1 Collaudo Sistema Calcolo Parallelo Deliverable Codice D 3 Denominazione Sistema di calcolo parallelo configurato e testato GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata l Superamento items di Collaudo collaudo positivo 100 gt 80 items 2 3 4 5 6 n Esito valutazione Data 31 01 2010 Firme Pagina 19 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE Sviluppo output di rappresentazione WP 3 Task 3 1 Configurazione Installazione e Testing Sistema Milestone M2 Elaborazione modello meteorologico regionale Deliverable Codice D 4 Denominazione Modello meteoro
150. ata di interesse di inizio simulazione per l analisi dei fenomeni di inquinamento v Configurazione della lista delle date di simulazione valide Il secondo parametro permette all utente di selezionare dall interfaccia solo le date di cui sono state effettivamente eseguite le relative simulazioni In questo modo si evita che l utente possa erroneamente inserire date di cui non stata ancora elaborata la simulazione E attraverso la modifica di alcuni parametri negli script vedere admin guide v Scelta del tipo di inquinante y Nomenclatura del sistema cartografico v Path di destinazione degli output elaborati L utente potr scegliere i dati di interesse semplicemente selezionando determinate voci come visto sopra senza dover scrivere minimamente codice di basso livello in questo modo si rispettano vincoli di adattabilit e usabilit dell applicazione realizzata Dopo aver effettuato le proprie scelte secondo i casi da analizzare l utente non dovr fare altro che cliccare sul tasto Esegui e aspettare la fine dell elaborazione Effettuate quindi queste scelte attraverso l interfaccia user friendly il successivo passaggio sar demandato in automatico al sistema di calcolo che elaborer i dati e fornir in output i file immagine relativi agli scenari richiesti Una volta terminato il rendering l utente ottenuto il grafico da analizzare potr visualizzare l andamento dello scenario con un passo orario all interno d
151. ati inferiori a 0 36 ppbv 0 43 mg m 2 7 gennaio 2011 gli scenari prodotti anche in questo caso forniscono valori massimi simulati 0 20 0 90 ppbv corrispondenti a 0 24 1 06 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in Citt verso l autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli si calcolano valori limitati inferiori a 0 36ppbv 0 43 mg m In realt 1 dati delle Centraline in questo periodo registrano valori di 0 4 1 6 con una punta di 2 1 mg m a Caserta Centurano il 7 gennaio Pagina 143 di 286 D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana Nel periodo 26 31 gennaio e dal 31 gennaio al 6 febbraio 2011 i valori massimi simulati risultavano essere 0 15 0 90 ppbv corrispondenti a 0 18 1 06 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limitati inferiori a 0 24 ppbv 0 28 mg m I dati delle Centraline registrati nei giorni 3 7 13 20 e dal 27 al 31 gennaio e fino al 6
152. ati oscillavano tra 150 e 350 400 ug m Per il CO i valori misurati superavano spesso i 5 mg m ma con punte di 8 12 mg m 1 11 luglio Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 20 e 140 ug m 12 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio di Nola Per gli NO i valori misurati oscillavano tra 245 e 252 ug m f Per il CO i valori misurati oscillavano tra 2 e 3 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 38 e 47 ug m In rosso gli sforamenti dei limiti di attenzione previsti dalla Normativa di Legge Per quel che riguarda il valore registrato in un orario di forte traffico a via Consalvo Fuorigrotta per gli NO il livello di sforamento di 250 ue m non stato in realt raggiunto erch esso si riferisce al solo NO e non alla somma di tutti gli ossidi di azoto lo stesso dicasi per i dati registrati a Nola Molto pi grave invece la situazione registrata a San Nicola la Strada nei pressi del nodo delle autostrade come era da aspettarsi Per gli NO2 le medie giornaliere registrate dalle Centraline nei Capoluoghi nei primi giorni di aprile forniscono solo pochi valori compresi tra 9 e 50 ug m situazione che si ripete nei giorni SUCCESSIVI Per tutto il mese di maggio e giugno le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 11 e 43 ug m per le 1 2 o in qualche caso 3 stazioni funzionati a Napoli Citt tra 11 e 45 ug m per una centrali
153. ato concentrato nelle aree della Provincia di Napoli Provincia di Caserta e Provincia di Benevento suddividendolo in zone in funzione degli insediamenti abitativi produttivi e di maggiore traffico all A9 ter La banca dati completa cos ottenuta ha permesso di validare il Modello di Qualit dell aria dettagliatamente descritto nel WP3 il cui utilizzo ha reso possibile la simulazione di scenari realistici di inquinamento riportati nel Task 4 4 WP4 3_A7 Allegato Banca dati misurati dalle Centraline ARPAC per giorni selezionati alcuni consecutivi per i mesi da gennaio 2010 a gennaio2011 WP4 3_ A8_Allegato Cartella Campagne di misure DUSTSCAN Tabelle delle medie e delle medie corrette periodo orario e dati di Pressioni Temperature e Umidit relativa Raccolta dei grafici delle misure WP4 3_A9 Allegato Cartella Campagne di taratura e misure ETL BUS Tabella della calibrazioni Tabelle delle medie e delle medie corrette periodo orario e grafici di Pressioni Temperature e Umidit relativa Raccolta dei grafici delle misure in atto Per valutare la qualit dell aria nell ambiente si tiene conto delle linee guida riportate nella tabella Pagina 127 di 286 NO Da 30 a 50 ug m PMyo Da 15 a 30 ug m Co lt 5 mg m O3 lt 60 ug m se NO Da 50 a 80 ug m PMyo Da 30 a 50 ug m Co Da 5 a 8 mg m O Da 60 a 90 ug m Inquadramento Normativo Con il DM
154. attraverso gli script realizzati ad hoc Per quanto riguarda l elaborazione del rendering delle simulazioni gli script di particolare interesse sono ncmapit e exachim Lo script ncmapit come detto in precedenza stato usato per ottenere a partire dai file degli scenari prodotti un file di pi facile comprensione per il rendering Questo file definito di PostScript ovvero un file che contiene tutte le informazioni necessarie al rendering grafico degli output del Modello di dispersione ottenuti dalle precedenti simulazioni Per fare questo ncmapit richiede il pacchetto di tool GMT installato in precedenza e inoltre necessita di una serie di informazioni per elaborare il PostScript Tali informazioni gli vengono passati come argomenti di input Il nome compreso di path del file di output della simulazione su cui effettuare il rendering il nome dell elemento inquinante da prendere in considerazione per l analisi la data e l ora di inizio elaborazione nel formato richiesto dal Modello di dispersione l indice del layer che si intende visualizzare data la natura 2D dei campi di interesse il level stato settato ad 1 infine il nome che si intende dare al file PostScript A partire dall output ottenuto alcuni script vengono innestati per lavorare su tale output e personalizzarlo ulteriormente In particolare una volta ottenuto il file di PostScript quest ultimo stato utilizzato per ottenere una prima visualizzazione grafi
155. auto configurante Una volta eseguito lo script quest ultimo automaticamente effettua il download dei dati di installazione e li scompatta Inoltre prende visione dell ambiente ospitante e dopo aver installato il software configura alcuni parametri di base del software secondo le specifiche del sistema Una volta terminata l installazione stata effettuata la configurazione di diversi aspetti per permettere il corretto funzionamento del software In particolare all interno del file Makefile hdr stato necessario configurare i parametri dei compilatori sopra citati per permettere al software di utilizzarli quando necessario Nello stesso file inoltre sono stati configurati diversi parametri relativi alle librerie NetCDF precedentemente installate Di seguito si verificato che i path del software rispettino una determinata gerarchia che specifica del modello e dei compilatori che deve utilizzare A questo scopo sono stati eseguiti una serie di modifiche ai parametri utilizzati di default dall installazione standard Infine stata settata la variabile d ambiente LD LIBRARY PATH per includere i nuovi path dei compilatori e del software Prima di eseguire la vera e propria simulazione con dati concreti di interesse si proceduto con una fase di testing per assicurarci che il software sia stata correttamente installato e configurato stato quindi lanciata una simulazione nella modalit test
156. azione esterna di Napoli di 30 65 ug m sull Asse mediano e sui Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno ma ancora di 60 100 ug m all alba del 25 dicembre sulla Napoli Canosa Bari in corrispondenza degli svincoli Avellino Salerno e Pagina 137 di 286 Avellino Benevento e della zona Industriale di Avellino Est Questi valori diminuivano a 60 80 ug m nei giorni 27 e 28 dicembre fino a 25 30 ug m negli ultimi giorni dell anno I valori pi alti si sono registrati nei giorni 17 e 18 dicembre venerd e sabato 2010 evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane in previsione dei consumi festivi e il graduale decremento a fine anno interessanti nodi In tutto il periodo valutato i valori calcolati pi alti 100 110 ug m autostradali extraurbani risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 In tutto il periodo di dicembre 2010 le Centraline ARPAC registrano valori medi giornalieri di 10 39 ug m nelle Centraline di Napoli Vecchio Policlinico Museo Nazionale via Argine di 22 43 ug m nelle Centraline di Caserta di 25 6
157. bane fisse Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di inquinamento spesso pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sugli Assi viari principali della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono Pagina 153 di 286 strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate Gli scenari infine tengono ben _ conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi o poco ventosi mentre tendono ad abbassarsi nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Pagina 154 di 286 II PARTE Fase sperimentale da dicembre 2009 a settembre 2010 precedente la messa a punto del Procedimento di calcolo parallelo per l elaborazione degli Scenari e successivamente fino a febbraio 2011 Primo confronto tra le rilevazioni misurate dal laboratorio mobile attrezzato con il DUST SCANN e PETL BUS e i dati delle Centraline ARPAC INTRODUZIONE Sono state condotte delle campagne di misura con il Laboratorio mobile attrezzato con il misuratore di polveri sottili DUST SCANN e con l analizzatore di gas ETL BUS Per il primo sistema le misure condotte a dicembre 2009 sono servite per una ricalibrazione dello stesso per confronto con strumenti a norma non trasportabili Per la seconda strumentaz
158. bdy_width 5 opzione per il core ARW spec_zone I opzione per il core ARW relax_zone 4 opzione per il core ARW specified true false false periodic_x false false false symmetric_xs false false false symmetric_xe false false false open_xs false false false open_xe false false false periodic_y false false false symmetric_ys false false false symmetric_ye false false false open_ys false false false open_ye false false false nested false true true Pagina 81 di 286 4 2 Lo script Real Questo script esegue il modulo Real del WRF Richiede 5 input gli stessi dello script precedente il doMetgrid scratchDir tarFile initialDate hours numberOfNests Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto e dopo aver linkato logicamente l eseguibile di questo modulo realexe presenti nella sottodirectory run della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT lo script crea dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del Real e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile real exe L utente deve settare in questa namelist i numerosi parametri che riguardano le opzioni fisiche e numeriche del modello vedere sezione 3 1 Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dal Real e 1 file di outp
159. ca di esempio utilizzando una palette di colori che stata personalizzata per ottenere l effetto voluto Per questo tipo di rendering stato utilizzato il software Ghostscript anch esso precedentemente installato Per un ulteriore visualizzazione grafica del file di PostScript sono stati utilizzati i tool appartenenti al package magemagick Editando gli script forniti stato possibile modificare ulteriormente i dati di output secondo le pi svariate possibilit Ottenuti file di tipo png sono state effettuare varie elaborazioni sia mediante convert che modify evidenziando o modificando sezioni di immagini Principalmente oltre al tool grafico ncmapit gi modificato ad hoc sono stati editati altri due file che ci hanno permesso di personalizzare e manipolare ulteriormente l output ottenuto dalle simulazioni Il primo lo script shell denominato batch che esegue in background ulteriori operazioni di manipolazione sull output grafico ottenuto dallo script ncmapit in maniera tale da rendere pi leggibile lo schema grafico I comandi principalmente utilizzati sono stati convert e mogrify che hanno reso possibile la personalizzazione dell output Pagina 216 di 286 In particolare per quanto riguarda la personalizzazione dello script batch stato utilizzato il comando convert per convertire dati di formato diverso come nel nostro caso da ps formato dati in PostScript ottenuti mediamente operazioni in modalit batch di G
160. ca le motivazioni alla base di tali scelte Per quanto riguarda il software di circolazione atmosferica si prevede di utilizzare un prodotto commerciale WRF adatto per le previsioni atmosferiche sulla regione Campania a breve termine L utilizzo di questo software consiste essenzialmente nella creazione dei dati meteorologici di input necessari al software CHIMERE questi dati possono riassumersi in campo tridimensionale della velocit del vento campo tridimensionale del tensore della diffusione turbolenta campo bidimensionale della velocit di frizione campo bidimensionale dell altezza di mescolamento campo bidimensionale dell altezza di Monin Obukhov campo bidimensionale dell altezza di rugosit 3 0 dia O D campo bidimensionale della radiazione solare totale Risulta evidente che i dati ottenuti dal software WRF devono essere compatibili con le specifiche del software CHIMERE per tale motivo la risoluzione spaziale e temporale cos come l area presa in considerazione e il periodo di simulazione devono essere identici a quelli utilizzati dal software CHIMERE L attendibilit dei dati ottenuti dal software WRF sar verificata dalla comparazione con i dati sperimentali disponibili per esempio attraverso la rete di rilevamento dell Aeronautica Militare Italiana Verranno simulati differenti scenari di circolazione corrispondenti ai cosiddetti periodi tipici o ad eventi particolari La scelta di un particolare scena
161. calcolati e riportati indicando che effettivamente le concentrazioni del CO sono molto pi alte dell atteso sul Pagina 187 di 286 complesso del territorio rispetto a quanto segnalato dalle Centraline ARPAC urbane e che il CO stesso diffonde anche verso i piani alti degli edifici delle aree collinari oltre ad accumularsi nei distretti industriali e nei nodi autostradali WP5 4_2 4 gt Ozono 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere 11 confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati nell ambito degli Scenari variano tra 35 e 45 ppbv 69 89 ug m in tutto il periodo primaverile studiato 30 aprile 2 giugno con massimi di 60 70 ppbv 119 139 ug mi questi valori variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Nel periodo estivo 4 8 luglio i valori calcolati hanno presentato dei valori inferiori anche di solo 15 25 ppbv 28 47 ug m ma sempre con dei massimi di 60 70 ppbv 119 139
162. cano valori di concentrazioni compresi tra 13 e 64 g m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 82 145 g m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera Pagina 250 di 286 I valori meno elevati sono complessivamente abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC quando disponibili nei Capoluoghi e con quelli di Acerra ma le punte orarie relative all area di Napoli citt sembrano molto alte e localizzate in incroci stradali delle aree occidentali e centrali del Centro citt caratterizzate fortemente da persistenti ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione caratteristica del periodo L interpretazione di questi risultati richiede una analisi molto accurata delle Mappe di distribuzione degli inquinanti sul territorio cosa che possibile attraverso un DEMO che sar allegato a questa Relazione Infatti questa analisi dettagliata mostra che intorno ai picchi pi alti di alcune aree di Napoli dove tra l altro non sono pi in funzione le Centraline ARPAC gli Scenari mostrano gradienti di diminuzione rapida della concentrazione degli inquinanti come NO2 Monossido di Azoto NO Per NO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO Negli ultimi giorni di maggio e i primi di luglio si calcolavano valori anche di 19 g
163. caso stata rappresentata la concentrazione di PM10 relativa al giorno 27 Gennaio 2010 Pagina 274 di 286 Manuale Operativo Modulo 3 Introduzione Il software di rendering realizzato ad hoc per il progetto rappresenta per l utente un modo per visualizzare i dati di output NetCDF ottenuti dal modello di diffusione e impatto ambientale degli inquinanti con lo scopo di rendere quest ultimi facilmente leggibili e interpretabili L interazione dell utente con i dati finali del sistema di calcolo viene quindi ridotta alla scelta di alcune opzioni attraverso la semplice selezione degli input che determineranno gli elementi da visualizzare Il software consente all utente di personalizzare il rendering delle simulazioni permettendogli di scegliere fra una serie di opzioni che mirano ad evidenziare di volta in volta alcuni aspetti piuttosto che altri in maniera tale da poter analizzare nel dettaglio l output di ogni singola operazione effettuata QUICK START Per il corretto funzionamento del modulo occorre installare e copiare alcuni script come indicato di seguito e successivamente bisogna copiare la directory modulo 3 nella root del web server In questa maniera scrivendo in un browser qualunque l URL relativo alla directory del modulo si avr accesso all interfaccia per interagire in maniera facilitata con il sistema Dopo aver copiato la directory relativa al modulo nella root e aver eseguito le istruzioni di seguito riportate
164. catena WRF EMEP CHIMERE suggeriscono valori che variano tra 0 25 e 15 g m nel corso della giornata salvo punte di 22 30 e 43 g m nelle primissime ore del mattino Negli ultimi giorni dicembre per altro si raggiungevano perfino 75 114 g m nelle prime ore del mattino A gennaio 2011 gli scenari suggeriscono invece valori che variano tra 0 5 e 17 5 g m nel corso della giornata salvo punte di 62 65 g m nelle prime ore della sera alla fine della insolazione quando le reazioni secondarie fotoindotte e la calma dei venti fanno ristagnare questo gas prodotto Pagina 226 di 286 dalle combustioni Questi valori sembrano per sottostimati in quanto inferiori a quelli dell NO nel corso delle giornate tranne che alle ore di molte mattine quando sono paragonabili In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO2 ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori nettamente inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosfe
165. cenari prodotti suggeriscono valori di PM compresi tra 18 e 38 ug m sull area di Napoli e tra 24 e 45 ug m con punte di 60 65 ug m in corrispondenza dei nodi autostradali nelle ore del tardo pomeriggio Nel periodo dal 4 all 8 luglio gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM compresi tra 30 e 36 ug m sull area di Napoli e di 45 65 ug m nelle notte 6 7 luglio in corrispondenza di una probabile tempesta di sabbia da OSO Il principale riferimento geografico visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto nel primo stadio della catena di simulazione cio il modulo WRF Tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto per il PM sembra abbastanza soddisfacente dal punto di vista del programma di simulazione Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati ora per ora per ciascun giorno Nota bene i dati riportati nell analisi degli scenari per quello che riguardano i valori massimi si riferiscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi come riportato sopra I valori minori delle simulazioni si riferiscono invece ai Capoluoghi di Provincia o ad Acerra Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti punte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera Essi altres tengono
166. concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile Metgrid exe L utente deve settare in questa namellist i livelli verticali iniziali su cui verranno interpolati i dati elaborati dall Ungrib Infine lo script lancia l eseguibile e in seguito sposta il file di log creato dal Metgrid e i file di output all interno della directory temporanea creata dal doSetup Le sezioni di namelist wps interessate da questo modulo sono quella iniziale gi impostata in partenza e la seguente cc amp metgrid fg name GFS indica il prefisso dei file intermedi generati da Ungrib constants_name SST 2007 07 13_00 opzionale nel caso esistano campi che rimangono costanti durante integrazione numerica indica qual il file da cui attingere gli stessi valori per tutta la simulazione io_form_metgrid 2 indica il formato del file di output l opzione 2 produce file di tipo NetCDF Dopo aver aggiornato la namelist bisogna assicurarsi che il file MKGRID TBL contenenti le indicazioni circa il metodo di interpolazione dei campi meteorologici sui domini selezionati sia linkato al modulo Pagina 74 di 286 In s metgrid METGRID TBL ARW METGRID TBL Fatto ci possibile lanciare l eseguibile metgrid exe che generer file tipo nominati secondo la seguente dicitura met_em d01 YYYY MM DD_HH 00 00 e saranno in numero pari ai file di BC generati durata simulazione intervallo BC pi il file di IC
167. condo Inceneritore a Napoli Est e un terzo a Salerno sia un pi limitato incremento delle attivit delle Piccole e Medie Industrie 3 All aumento delle attivit industriale e di servizio si ipotizzato di affiancare un aumento consistente di emissioni da traffico extraurbano per la circolazione di manufatti merci e materie prime e urbano WPS5 5_3 Variazioni nei valori delle concentrazioni simulate degli inquinanti gassosi a seguito del raddoppio forzato delle emissioni rispetto alle Banche Dati EMEP I risultati sotto forma di mappe orarie riportanti curve di livelli di concentrazioni al suolo relative al territorio della Campania Coordinate 40 3 N 41 3 N e 13 4 E 14 9 E sono stati raccolti su di un DVD che costituisce la Banca Dati WP5 5_Allegato_A15 Il Dominio 3 indicato sulle Mappe si riferisce ai dettagli delle stesse Mappe riportati per ciascun passo di 1 x 1 km Le considerazioni che seguano sulle differenze tra 1 valori simulati con questo approccio e i valori prodotti dagli scenari reali discussi in precedenza sono state qui presentate in maniera qualitativa e discorsiva per renderle pi facilmente comprensibili senza appesantire la relazione con dettagliate considerazioni di cinetica e reattivit chimica e fotochimica quest ultima indipendente dalla forzatura applicata in questo e in simili approcci WPS5 5_3 1 monossido di carbonio CO Pagina 194 di 286 Nel periodo di simulazione da
168. continuative con postazione fissa su di una terrazza di un piano alto nei dintorni dell Ospedale Monaldi via Orsoline a Santa Croce la determinazione delle polveri sottili PMo fornivano valori variabili tra 15 e 21 ug m a secondo dell ora nei giorni tra il 27 e il 29 dicembre questi valori crescevano fino a 30 40 ug m nei giorni tra il 30 dicembre e il 2 gennaio con una punta estrema di 69 70 ug m nelle ore notturne del 31 dicembre e nelle prime ore del 1 gennaio per ritornare a valori di 23 26 ug m nei giorni dal 3 al 5 e calare infine a 10 ug m nei giorni 6 e 7 gennaio E quindi chiarissimo che il picco estremo verificatosi la notte di Capodanno e stato causato dalle esplosioni dei fuochi artificiali Nei giorni critici di fine anno le centraline ARPAC di quartieri collinari di Napoli segnalavano valori medi giornalieri anche di 60 100 ug m con punte fino a 130 ug m a via Argine Nei giorni successivi le centraline ARPAC segnalavano ancora valori molto alti e fuori dalle medie giornaliere delle settimane precedenti Evidentemente mentre sulla terrazza dell ultimo piano di via Orsolone la ventilazione operava pi rapidamente ancora il 7 gennaio la centralina di via Argine segnalava 130 ug m indicando che la cappa di aerosol e particolato stagnava ancora sulla citt uindi le misure effettuate con il Laboratorio Mobile cos come i dati delle Centraline ARPAC segnalavano una situazione abnorme in corrispondenza dei feste
169. conto delle reali condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM o nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline urbane fisse Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di Pagina 184 di 286 inquinamento pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sui principali assi viari della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate WP5 4_2 2 Biossido di Azoto NO Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Inoltre bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni ottenute dalle simulazioni sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt forniscono delle rappresentazioni molto pi dettagliate essendo riportate per ogni ora
170. cript il Forecast che permette di lanciare una simulazione del modello WRF con un singolo comando e ridurre al minimo i dati di input necessari alla simulazione Tutte le function e gli script realizzati possono quindi essere eseguiti automaticamente e sequenzialmente all interno di un ultimo script bash il Forecast 2 1 Utilizzo del Forecast Per lanciare la simulazione in maniera automatizzata posizionarsi nel path in cui presente lo script forecast ed eseguire il comando forecast data simulazione I dati di input relativi alla data immessa devono essere presenti all interno del path home utente Download data ncep data simulazionenelformato lt aaaammdd gt Qualora il path non esistesse vanno create le directory mancanti con il comando mkdir I dati di input della data scelta vanno prelevati dai database ncep e sono disponibili gratuitamente In questo script si caricano le variabili e le function che settano l ambiente di calcolo idoneo al lancio di una simulazione 2 2 Esecuzione manuale della simulazione Qualora non si volesse lanciare lo script di automatizzazione necessario eseguire una serie di operazioni manualmente In particolare si caricano i file di sistema necessari source opt etc profile source home itm4 bashrc Si esporta la variabile d ambiente principale che definisce la directory madre in cui presente tutto il codice del WRF si crea la cartella in cui saranno salvati gli output del
171. dati PIU aa Task 4 4 Scenari realistici Allo scopo di valutare l affidabilit predittiva del sistema modellistico le attivit implementative e computazionali saranno accompagnate da tutta una serie di campagne di monitoraggio Tali attivit riguarderanno lo sviluppo di un database delle serie temporali di concentrazione misurate mediante centraline ARPAC ma anche con l allestimento di un laboratorio mobile per la misura delle concentrazioni di inquinanti gassosi e particolato Tali dati serviranno a delineare i casi studio in funzione della classificazione sinottica utilizzata Pagina 10 di 286 Il WPS sar articolato nei seguenti Task Task 5 1 Scenari di inquinamento simulato Task 5 2 Pianificazione campionamento e simulazione Task 5 3 Banca dati aggiornata rilev da mobile Task 5 4 Analisi dei Dati SO eo OI D EEE Task 5 5 Scenari di inquinamento da nuovi insediamenti Alla luce degli scenari individuati nel Task 4 4 con il Task 5 1 si produrranno delle ulteriori scenari in differenti condizioni meteorologiche Si verificher successivamente la possibilit di realizzare concretamente nei Task da 5 2 a 5 5 degli scenari simulati corrispondenti a nuove situazioni tecnologiche particolarmente critiche ed a specifiche ipotesi di nuovi insediamenti produttivi o di servizio come previsto dal progetto originario Il WP6 sar articolato nei seguenti Task 1 Task 6 1 Installazione modulo SW grafico 2 Task 6 2 Tab
172. dei giorni tra 43 e 96 g m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anche 4 valori tra 43 e 95 g m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 54 e 106 g m in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 g m per le due di Acerra Si osserva quindi frequentemente una situazione abnorme non prevista dagli scenari di emissine EMPP e che da imputare a particolari condizioni meteorologiche e di insolazione Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Comunque in tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Conclusione In conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma Pagina 244 di 286 utilizzato sono stati validati soddisfacentemente nel periodo invernale e semiprimaverile l applicazione nel periodo primaverile qui riportata quindi del tutto soddisfacente e potr essere utilizzato anche per produrre previsioni Ci porta a sottolineare nuovamente quanto detto in preced
173. del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima Dal 30 aprile al 13 maggio si noti che le due coppie di scenari relativi a periodi consecutivi presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE gli Scenari prodotti in questo periodo di clima primaverile indicano valori di concentrazioni compresi tra 8 e 24 ppbv 15 45 ug m a secondo dell ora e del giorno con punte in Napoli centro che arrivano anche a 35 50 ppbv 66 95 ug m tra le 6 e le 8 del mattino di alcuni giorni I valori calcolati nel periodo dal 16 al 23 maggio 2011 rispecchiano abbastanza fedelmente l andamento delle prime settimane del mese Dal 25 maggio al 2 giugno si noti anche qui che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 5 e 27 ppbv corrispondenti rispettivamente a 9 e 50 ug m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 33 55 ppbv 61 101 ug m Nel periodo dal 4
174. del territorio Il software calcoler le emissioni annuali per il CO gli NOx gli SOx i COV e il particolato su un grigliato di risoluzione pari a circa 5 x 5 chilometri Sono gi stati realizzati opportuni moduli per azioni specifiche sui dati di emissione annuali Tali operazioni consistono essenzialmente nella e distribuzione spaziale e distribuzione temporale In altri termini i dati disponibili sono rielaborati per ottenere le emissioni alla scala spaziale e temporale necessaria per il modello di qualit dell aria emissione oraria per ciascuna cella della maglia del dominio La distribuzione spaziale e temporale sono effettuate definendo le cosiddette quote o percentuali per ciascuna categoria temporale presa in considerazione Queste possono essere identificate in e quota annuale quota settimanale e quota giornaliera e quota oraria Dalla conoscenza delle quote possibile associare a ciascuna fascia temporale la corrispondente emissione Inoltre il software in grado di effettuare la speciazione dei COV nei diversi componenti Sulla base delle specifiche del modello chimico si distingueranno fra metano e idrocarburi non metanici Fra gli idrocarburi non metanici saranno considerate specie emesse 1 etilene alcheni superiori alcani toluene aromatici superiori formaldeide SI Ove 86 aldeidi e chetoni superiori L inventario delle emissioni potr avere un valore in s al fine di indi
175. dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 Monossido di Azoto NO Nel periodo autunnale e invernale da ottobre 2010 a febbraio 2011 e nel periodo semiprimaverile marzo 2011 i valori medi orari massimi calcolati dagli Scenari variavano tra 0 25 e 18 0 g m nel corso della giornata salvo punte di 20 23 30 44 63 nelle primissime ore del mattino e perfino di 76 114 g m questi ultimi massimi risultavano spostati verso le prime ore della sera alla fine della insolazione quando le reazioni secondarie fotoindotte e la calma dei venti fanno ristagnare questo gas prodotto dalle combustioni Gli scenari primaverili suggeriscono invece valori pi limitati che variano tra 0 25 e 4 3 g m a secondo dell ora del giorno della Temperatura e della posizione geografica e senza picchi Invece nel periodo estivo si calcolavano di nuovo intorno ai 19 g m con una punta estrema di 24 27 g m questi valori apparentemente sembrano sottostimati in quanto inferiori a quelli del NO2 nel corso delle giornate tranne che alle ore di molte mattine quando sono paragonabili In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO2 ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente speci
176. delle simulazioni Modulo 2 e anche il rendering grafico Modulo 3 Questa soluzione inoltre ampiamente personalizzabile nell aspetto grafico attraverso l utilizzo dei tool che wrappano i comandi specifici di rendering Quindi elaborazione e rendering delle simulazioni sono adesso presenti in un formato software pi compatto e meno incline ad errori da parte dell utente operatore Per il corretto funzionamento dei tool sono stati estratti ed installati altri 2 ulteriori software riconfigurati ad hoc per funzionare al meglio secondo le nostre esigenze Infine stato effettuato un ulteriore lavoro di affinamento della configurazione per meglio adattare i software al sistema di calcolo I 2 software utilizzati sono Il Ghostscript per la creazione e gestione di alcuni tipi di file ps e pdf e per estendere la personalizzazione della visualizzazione grafica degli output delle simulazioni L altro software il GMT General Mapping Tool che una collezione di tool necessari per il corretto funzionamento di diversi script per la visualizzazione grafica dei dati di output del modello e per ottenere un rendering personalizzato attraverso una serie di comandi presenti all interno degli stessi tool Pagina 213 di 286 WP 6 2 Produzione di Tabelle Dati Grafici e Mappe Per quanto riguarda il rendering ottenuto attraverso gli script di automazione realizzati ad hoc presenti nel pacchetto grafico Modulo 3 quest ultimi son
177. desertica temperatura O aerosol marino o A 0 001 0 01 0 1 1 10 100 Diametro particelle um l_ _l__ iperfine ultrafine fine grossolano Figura Per quanto riguarda i limiti di legge per le concentrazioni di PM0 in Italia si fa riferimento al DM 60 02 che stabilisce per la protezione della salute umana due valori limite nell aria urbana 1 la concentrazione media annua di 40 ug m 2 la concentrazione giornaliera di 50 ug m da non superare pi di 35 volte l anno A tali limiti vengono applicati dei margini di tolleranza 8 u g m per il limite annuo e 25 u g m per quello giornaliero che a partire dal 1 gennaio 2001 devono essere ridotti in maniera lineare ogni anno Entro il 1 Gennaio 2010 il valore limite annuale dovr essere di 20 ug m mentre i valori limite di concentrazione giornaliera di 40 ug m non potranno essere superati per pi di 7 volte all anno Pagina 107 di 286 Da 7 micron in su Cavit orale nasale L 4 7 7 micron Laringe 3 3 4 7 micron Trachea e Bronchi primari Toracica lt 2 1 3 3 micron Bronchi secondari 1 1 2 1 micron Bronchi terminali Respirabile 0 65 1 1 micron Alveoli Livello di penetrazione delle diverse granulometrie di particolato nell apparato respiratorio Pagina 108 di 286 WP4 1_Relazione generale Task 4 1 Scenari storici Scopo del Task 4 1
178. di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza Per lo stesso motivo i valori calcolati sembrano apparentemente sovrastimati rispetto a quelli dell NO da cui indirettamente deriva l ozono per fotoscissione di un atomo di ossigeno e successiva reazione con l ossigeno molecolare dell aria Un primo elemento si riconnette a quanto detto prima cio che l atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come 1 NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V D altra parte i dati delle Centraline ARPAC dei Capoluoghi effettuano come gi sottolineato medie giornaliere e i minimi precedenti si riferiscono quasi sempre a orari di punta primo Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per que
179. di che permettono di ottenere la personalizzazione desiderata Per questo motivo di seguito sono mostrati soprattutto esempi d uso degli script che vengono eseguiti in background e alcune istruzioni che possono facilitare la personalizzazione Rendering con gli strumenti basati su GrADS Come gi anticipato nella Quick Start possibile eseguire un rendering tramite interfaccia in cui basta inserire semplicemente la data dello scenario da renderizzare tra quelle inserite nella lista delle date valide In questo modo il rendering automatizzato utilizza dei parametri standard relativi agli inquinanti da elaborare il sistema di nomenclatura e il path in cui inserire le immagini di output Tali impostazioni sono quelle di default presenti negli script che vengono richiamati stesso all interno del codice dell interfaccia Per modificare questi parametri necessario modificare lo script mod3grads1 presente nella directory modulo3 precedentemente installata All interno dello script mod3grads1 sono presenti delle macrosezioni ognuna relativa ad uno specifico rendering da elaborare Ogni macrosezione contiene i seguenti parametri che sono configurabili La stringa lt el codice inquinante gt Indica l inquinante scelto per il rendering eseguito da quella macrosezione Le stringhe uniche lt file_ name gt e lt dir_g gt Sono condivise da tutte le macrosezioni e indicano il sistema di nomenclatura utilizzato dal softwa
180. di di basso livello per la sua esecuzione Ad esempio l interfacciamento diretto con l output dei modelli oppure eseguire operazioni on demand come modulo di un programma esterno Anche in questo caso si sono automatizzati i vari processi di elaborazione fornendo in background al sistema di calcolo i dati da elaborare ma permettendo sempre all utente attraverso l apposita interfaccia implementata una semplice ma efficace personalizzazione dei valori di interesse Naturalmente eseguendo vari moduli si lasciano possibilit di ulteriori e utili aggiornamenti sia per la visualizzazione dei dati sia per la loro elaborazione grafica Pagina 273 di 286 3 Altre modalit di rendering disponibili nell applicazione Per quanto riguarda altre modalit di rendering possibili oltre all utilizzo dell interfaccia e all utilizzo diretto dei comandi presenti negli script realizzati ad hoc l applicazione permette di effettuare un diverso tipo di rendering attraverso l utilizzo di script alternativi realizzati anch essi ad hoc Quest ultimi si differenziano dai precedenti in quanto utilizzano delle diverse propriet parametri e caratteristiche Dal punto di vista grafico le differenze principali sono una diversa palette cromatica dei colori una linea di costa pi definita e una diversa gestione delle sfumature tra diverse tonalit adiacenti Anche in questo caso editando gli script ed in particolare impostando i parametri dei comandi stato
181. di grigliato condotta associando ad ogni attivit settore o macrosettore una variabile di tipo geografico quale la superficie relativa a particolari tipologie di uso del suolo la lunghezza di strade autostrade ferrovie metanodotti coste Alle emissioni provinciali per attivit sono sottratte le emissioni attribuite agli impianti localizzati Le emissioni risultanti cos come quelle EMEP sono infine aggregate a livello di cella e macrosettore sommando anche le emissioni degli impianti localizzati eventualmente presenti Per ciascuna delle attivit emissive presenti nei due bacini si costruiscono 1 profili di modulazione temporale mensile giornaliero e orario Il set di profili temporali per macrosettore ottenuto dalla media dei profili delle singole attivit presenti nel bacino pesata con le rispettive emissioni Le celle sono classificate su base altimetrica e suddivise in tre gruppi pianura collina montagna per tenere conto dell influenza della temperatura parametro fondamentale per esempio nelle emissioni da attivit fotosintetica vegetale ed in quelle legate al riscaldamento domestico ed industriale In maniera analoga per ciascuna delle attivit emissive presenti sono costruiti profili di speciazione chimica delle emissioni di NMVOC e del PM nonch profili di distribuzione granulometrica del particolato La speciazione chimica del PM10 fornita per le frazioni granulometriche fine lt 2 5 um e coarse lt 10 um Il
182. di riga e il macrosettore indi l ora da 0 a 23 indice di colonna e l inquinante profili sono tutti normalizzati ad 1 Il dominio e il bacino BPA Il file tem_hh med come sopra per il dominio meridionale La cartella gran contiene Il file gran bpa tale file contiene la distribuzione granulometrica del particolato fine Il primo valore dato e la percentuale del PM10 speciato rispetto al totale del PM10 Le classi individuate sono due 0 2 5 U 2 5 10 e corrispondono ai due successivi valori percentuali Indice di riga e il macrosettore da 01 a 11 Il dominio e il bacino BPA Il file gran med come sopra per il dominio meridionale La cartella chem contiene Il file spec_voc ace tale file contiene la tabella che associa il numero identificativo di specie alla specie chimica o specie gruppo per i COVNM La tabella vale per entrambi i domini Il file spec_pm ace tale file contiene la tabella che associa il numero identificativo di specie alla specie chimica o specie gruppo per il particolato La tabella vale per entrambi i domini Il file chem_voc bpa associa ad ogni macrosettore da 01 a 11 le specie chimiche di COVNM presenti e la percentuale sul totale dei COVNM di ciascuna di esse per quel macrosettore Per il primo blocco del file indice di riga e il macrosettore indice di colonna il numero identificativo delle specie effettivamente presenti per quel macrosettore Per il secondo blocco del file indice di
183. dividuata la natura scientifica di tale software che stato sviluppato ad hoc utilizzando alcune funzioni del GrADS The Grid Analysis and Display System strumento di elaborazione grafica compatibile con diversi formati di file scientifici che rappresenta allo stato attuale lo standard utilizzato per questo tipo di dati GrADS un software open source che fornisce una serie di tools che ci permettono di accedere personalizzare e visualizzare i file in formato NetCDF utilizzati nelle elaborazioni e simulazioni di scenari di impatto ambientale degli inquinanti Nello step successivo si provveduto quindi all analisi per l installazione del componente grafico presente nel pacchetto Procedendo con ordine consultando la documentazione allegata sono stati individuati quelli che sono i requisiti di sistema necessari al suo corretto funzionamento non presenti nel sistema di calcolo e nel pacchetto software che ci stato fornito Il primo requisito richiesto la Java Virtual Machine che rappresenta l ambiente di runtime sulla quale viene eseguito il software di rendering La JVM scelta la versione 1 6 per ambiente Linux ovvero l ultima versione rilasciata per il sistema operativo alla base dell ambiente di calcolo La JVM stata quindi scaricata dal sito ufficiale e installata seguendo una procedura standard che prevede compilazione del codice sorgente e quindi l installazione Infine stata avviata da linea di commando
184. do il numero totale di ore per gli 80 giorni di simulazione il numero di mappe prodotte circa 2000 per ogni inquinante selezionato Considerando tutti i 5 inquinanti il numero totale di mappe prodotte circa 10000 Per gli stessi scenari ma in versione PAR 0 con fattore moltiplicativo quasi 0 sono state prodotte le stesse quantit di mappe grafiche quindi ulteriori 10000 Per quanto riguarda i 3 scenari PAR 2 con fattore moltiplicativo pari a 2 sono state prodotte altre 1800 mappe circa Tenendo in considerazione tutte le simulazioni effettuate e le versioni con valori di inquinamento alterati il numero totale di mappe grafiche prodotte di circa 22000 mappe Pagina 221 di 286 WP6 3 Analisi dei Risultati Schema A Sintesi delle Attivit svolte 1 Calendario sinottico progressivo scenari gt misure laboratorio mobile 2 Confronti stagionali sintetici scenari laboratorio mobile lt gt Centraline ARPAC 3 Conferma della validit e affidabilit della Metodologia Modellistica riscontri oggettivi dettagli spazio temporali accurati utilizzo di meteorologia reale 4 Confronti interstagionali per PM p e per ciascuno degli inquinanti gassosi 5 Analisi di casi estremi imprevisti incendi anche diffusi incidenti segnalati dalla Rete Regionale ARPAC B La Rete Regionale di Centraline fisse Critiche e suggerimenti 6 Critica della attuale situazione carente della Rete Regionale di Centraline fisse
185. e Risulta evidente che i dati ottenuti dal software WRF devono essere compatibili con le specifiche del software CHIMERE per tale motivo la risoluzione spaziale e temporale cos come l area presa in considerazione e il periodo di simulazione devono essere identici a quelli utilizzati dal software CHIMERE Pagina 53 di 286 L attendibilit dei dati ottenuti dal software WRF sar verificata dalla comparazione con i dati sperimentali disponibili per esempio attraverso la rete di rilevamento dell Aeronautica Militare Italiana Verranno simulati differenti scenari di circolazione corrispondenti ai cosiddetti periodi tipici oppure ad eventi particolari La scelta di un particolare scenario di circolazione insieme alla scelta di uno scenario di emissione permetter di simulare i processi di trasporto e trasformazione degli inquinanti atmosferici in diverse condizioni operative offrendo l opportunit di verificare gli effetti delle politiche di risanamento della qualit dell aria in differenti condizioni meteo climatiche e o emissive Il software suddiviso in una serie di script bash e implementazioni in linguaggio fortran90 realizzati ad hoc per integrarsi con il modello WRF allo scopo di permetterne una pi immediata configurazione dei parametri e rendere pi agevole e veloce l utilizzo e l esecuzione dello stesso Pagina 54 di 286 1 Introduzione I modelli numerici a mesoscala sono lo strumento pi completo per l
186. e dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti WP5 1_3 Monossido di carbonio CO Dal 30 aprile al 13 maggio si noti che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 16 e 0 45 ppmv corrispondenti rispettivamente a 0 18 e 0 52 mg m con valori pi elevati nelle primissime ore del mattino ma anche tra le 18 e le 20 Il massimo all alba da imputare a calma nei venti e ai motori freddi e al parco macchine obsoleto nei limiti in cui la catena WRF EMEP CHIMERE riesce a valutare questi dettagli Una punta massima di 0 70 ppmv 0 81mg m stata calcolata alle 7 di mattina del 4 maggio questa dovrebbe essere legato a condizioni di accumulo nella pausa tra le diverse direzioni delle brezze notturne e mattutina I massimi serali sono invece da imputare a condizioni di ingorgo di traffico nelle strade urbane stop and go al rientro serale e di nuovo a condizioni di calma di vento Nella seconda settimana i valori hanno oscillato ancora tra 0 16 e 0 45 ppmv 0 18 e 0 52 mg m con valore estremo di 0 65 ppmv 0 75 mg m alle 6 del gi
187. e cio dal modulo WRF In dettaglio riferendosi ai giorni riportati nella introduzione si pu effettuare la seguente analisi 6 9 ottobre 2010 gli scenari registrano valori oscillanti di 15 45 ug m su tutto il territorio indagato pi in dettaglio i valori risultano tra 15 e 27 ug m con una punta inferiore a 10 ug m sull area di Napoli e punte massime di 35 50 ug m l ultimo al limite della normativa in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Pagina 136 di 286 Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno Nello stesso periodo le Centraline ARPAC registrano valori medi giornalieri di 14 35 ug m nei Capoluoghi con valori pi accentuati nelle Centraline di Napoli Vecchio Policlinico Museo Nazionale via Argine di Benevento Ospedali Civili Riuniti e Salerno ASL2 Valori di 10 36 ug m sono stati registrati dalle Centraline ARPAC di Acerra Valori analoghi sono stati inoltre registrati dalle Centraline ARPAC dei Capoluoghi nei giorni 10 14 21 e 28 ottobre con una tendenza a crescere con il progredire del mese I valori pi bassi in tutto questo periodo sono riportati dalle Centraline dello Osservatorio Astronomico di Napoli e da quelle di Avellino Citt 15 20 dicembre 2010 gli scenari registrano valori orari medi oscillanti con punte estreme di 5 110 ug m su tu
188. e i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come 1 NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V In particolare le emissioni dalla vegetazione di Composti Organici Volatili COV in inglese VOC potrebbero essere stati sottostimati per la Campania dalle Banche dati di EMEP e questo spiegherebbe le lievi anomalie riscontrate Si ricordi inoltre che le condizioni di vento serale e notturno portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove in assenza di luce solare viene solo parzialmente consumato da reazioni parassite Per questo motivo nelle localit costiere si ha un Pagina 263 di 286 ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Comunque in tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati collaudati soddisfacentemente e quindi le differenze stagionali nelle Qualit dell Aria sono ben evidenziate per alcune sostanze mentre come era da aspettarsi p
189. e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Comunque gli scenari prodotti potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori simulati 0 18 0 52 mg m sono dell ordine di diversi decimi di mg m mentre i dati delle Centraline sono spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla ARPAT della Regione Toscana D altra parte si tenga presente che il CO peso molecolare 28 un gas relativamente pi leggero dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 tenendo conto delle percentuali dei principali gas componenti azoto ossigeno e argon e quindi tende a stratificarsi pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza Poich il CO molto poco reattivo ci
190. e 4 valori tra 43 e 95 ug m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 35 e 106 ug m in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 ug m per le due di Acerra A partire dal 28 giugno tutte le Centraline di Napoli Citt hanno smesso di funzionare tranne quella dell Ospedale Santobono che nella prima decade di luglio registrava valori compresi tra 79 e 114 ug m i Nota bene per tutto il periodo di giugno e luglio le Centraline di Avellino Benevento e Caserta nonch quelle di Salerno a partire dal 4 giugno erano fuori servizio Per l O i valori medi misurati dallo strumento del Laboratorio Mobile a via Consalvo CERTITEC il 6 8 aprile 2011 oscillavano tra 20 e 120 ug m i I valori medi orari misurati dal Laboratorio Mobile a Monte s Angelo oscillavano tra 115 e 208 ug m I valori medi orari misurati a via Nicolardi oscillavano tra 115 e 210 ug m Infine quelli misurati nei pressi dell Ospedale Monaldi oscillavano tra 134 e 180 ug m Il 27 30 maggio edificio del Centro direzionale terrazzo ultimo piano i valori medi misurati oscillavano tra 55 e 185 g m Per l O3 i valori medi misurati il 30 giugno 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo Pagina 182 di 286 oscillavano tra 42 e 69 ug m I valori medi misurati tra il 1 e il 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo oscillavano tra 20 e 120 ug m Per l O i valori medi misurati il 5 11 luglio 2011 a San Nicol
191. e ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO 6 9 ottobre 2010 gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 2 e 6 0 ppbv 0 25 0 74 ug mi nel corso della giornata salvo punte di 18 24 e 35 ppbv 22 30 43 5 ug m nelle primissime ore del mattino T media 15 C Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe come detto il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno 15 20 dicembre 2010 gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 3 e 7 0 ppbv 0 38 8 8 ug m nel corso della giornata salvo punte di 16 18 24 e 30 ppbv 20 23 30 3 e 37 9 ug m nelle prime ore del mattino o del pomeriggio T media 10 C Pagina 146 di 286 25 30 dicembre 2010 gli scenari suggeriscono valori che variano tra 1 3 e 12 0 ppbv 1 6 15 0 ug m nel corso della giornata salvo punte di 18 24 e perfino 60 90 ppbv rispettivamente 23 30 3 e 76 114 ug m nelle prime ore del mattino 2 7 gennaio 2011 gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 4 e 14 0 ppbv 0 50 18 ug m nel corso della giornata salvo punte di 18 24 35 e 50ppbv 23 30 3 44 e 63 ug m nelle prime ore del pomeriggio Nei giorni dal 26 gennaio al 6 febbraio 2011 i valori massimi valutati variano tra 0 3 e 50 ppbv 0 38 63 ug m che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica ma con i massimi sposta
192. e componenti dell areosol che contiene componenti liquide di varia natura residui di combustibili solventi goccioline di acqua marina salata Le particelle solide si Pagina 104 di 286 presentano eterogenee per dimensione origine composizione e propriet Quelle di dimensioni pi piccole si indicano anche come polveri sottili e fini Il particolato tradizionalmente suddiviso nelle due frazioni costituenti dette frazione di polveri grossolane o frazione coarse e frazione di polveri fini fine particles le differenze tra queste due frazioni sono notevoli sia per quanto riguarda la composizione sia per 1 danni che arrecano all uomo Nell ambito della frazione fine si distinguono sempre in base al diametro delle polveri che lo compongono le frazioni PM 5 e PM0 in particolare gt ilPMyo include le particelle aventi diametro compreso tra 0 005 um e 10 um gt ilPM2s include le particelle aventi diametro compreso tra 0 005 um e 2 5 um Ulteriori frazioni vengono indicate con PM intermedia fra le due precedenti con PM e PMo Queste ultime richiedono la messa a punto di tecniche spettroscopiche ancora allo studio Le polveri grossolane possono essere sia di origine antropica che naturale in genere si formano a causa di processi meccanici quali la disgregazione di minerali l erosione dei suoli e della superficie terrestre da parte di agenti meteorologici eruzioni vulcaniche etc Oltre che da materiali della crosta terrestre
193. e localit extraurbane e sui nodi autostradali non si riscontravano valori particolarmente differenti Un massimo era calcolato ai primi di gennaio nell area di Caserta 58 g m Le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione Anche per i dati concernenti l NO si potuto notare che il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo ha prodotto risultati finali per il giorno 21 marzo dettati da un forte vento da Est come si riscontrato anche per gli scenari relativi alle polveri sottili Risultati analoghi erano calcolati per il periodo semiprimaverile marzo 2011 con una punta massima al Centro di Napoli di 99 100 g m Nel periodo di clima primaverile maggio 2011 gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 15 e 45 5 g m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 66 95 g m Infine nel periodo di clima estivo luglio 2011 gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 13 e 64 g m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 82 145 g m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera Le Mappe regionali prodotte dalla catena di calcolo WRF EMEP CHIMERE riportano i dati di inquinamento da sostanze gassose o volatili come curve di livello espressi in ppbv Parti per Miliardo Bill
194. e riguarda il valore registrato in un orario di forte traffico a via Consalvo Fuorigrotta per gli NO il livello di sforamento di 250 1g m non stato in realt raggiunto perch esso si riferisce al solo NO e non alla somma di tutti gli ossidi di azoto lo stesso dicasi per i dati registrati a Nola Molto pi grave invece la situazione registrata a San Nicola la Strada nei pressi del nodo delle autostrade come era da aspettarsi E possibile dimostrare attraverso un DEMO che sar allegato a questa Relazione come si possa comunque concludere che le aree centro occidentalidella Citt di Napoli presentano un maggior inquinamento rispetto alla periferia orientale e alle zone collinari della citt Per il CO i valori misurati tra il 30 giugno e il 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo non superavano 1 2 mg m I dati del 1 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo erano al di sotto della soglia di sensibilit dello strumento I valori misurati il 5 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale superavano spesso i 5 mg m ma con punte di 8 12 mg m 1 11 luglio Pagina 255 di 286 Infine i valori misurati il 12 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 2 e 3 mg m Per il CO l unica centralina ARPAC in funzione era quella di Napoli Ferrovia che a partire dal 18 giugno ha smesso di funzionare Per l O3 i valori medi misurati da
195. e se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori nettamente inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia Monossido di carbonio CO Gli scenari forniscono delle rappresentazioni molto dettagliate essendo riportate per ogni ora del Pagina 261 di 286 giorno con una accuratezza relativa ad aree di 1 km x 1 km Nel periodo autunnale e invernale da ottobre 2010 a febbraio 2011 e nel periodo semiprimaverile marzo 2011 i valori medi orari calcolati variavano a seconda del sito dell ora e della T media tra 0 17 e 0 71 mg m notare le differenti Unit di misura 1000 volte pi grandi utilizzate per il CO rispetto agli altri inquinanti essendo il CO di gran lunga pi abbondante I valori massimi simulati tutti concentrati sull area di Napoli citt con qualche massimo relativo riguardante le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori inferiori pi limitati tra 0 26 e 0 0 43 mg m A
196. ecast per apportare le opportune modifiche per renderlo compatibile con il Cluster Per quanto riguarda il recupero dei dati di input per il Modello Meteo relativi ai giorni scelti per la simulazione il Forecast presente nel pacchetto software utilizzava un metodo che non si adattava bene all ambiente di calcolo in quanto prevedeva il recupero dei dati da una fonte interna allo stesso ambiente stato quindi realizzato un nuovo script che gestisce il recupero dei dati di input relativi alla data immessa per lo scenario da simulare Tale script va a sostituire il metodo di recupero originario del Forecast che adesso va a richiamare lo script come fase preliminare all esecuzione dei moduli di elaborazione Pagina 43 di 286 Gran parte del lavoro di post configurazione del modello adattato per le nostre necessit di elaborazione ha riguardato naturalmente i parametri presenti nelle varie namelist di configurazione relative ai singoli moduli che compongono il modello Facendo riferimento ai manuali del software stata configurata la namelist namelist wps relativa ai moduli di pre processing e relativi alla fase di pre elaborazione Nella sezione generale della namelist sono state configurate quelle che sono le impostazioni macroscopiche che vengono condivise da tutti i moduli di elaborazione Sono stati settati il numero dei domini tridimensionali di integrazione del modello che nel nostro caso 3 le date di inizio e fine simulazione il
197. ece dettata inizialmente dal modulo WRF che mantiene le sue caratteristiche realistiche di meteorologia sul territorio in quei giorni e in uelle ore vedi le considerazioni sulle scie nei giorni 19 e 20 dicembre WPS5 5_3 4 ozono 03 Nel periodo di simulazione dal 15 al 20 dicembre 2010 i valori prodotti dagli scenari variano tra 10 e 40 ppbv 20 81 g m nel periodo invernale valori che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Anche in questo caso nella giornata del 19 e in parte del 20 dicembre evidente una forte scia di trascinamento dovuto ad un forte vento da ESE verso ONO Cos come nella serata del 20 dicembre si pu notare una inversione nelle condizioni di ventilazione dovuta alle brezze serali e notturne Comunque per l ozono vi un effetto gi discusso di trascinamento notturno verso il mare a causa delle brezze dove l ozono pi al riparo da reazioni secondarie emissione della vegetazione terrestre e da altri processi riducenti Confronto con i dati prodotti nello scenario reale originale il raddoppio dei fattori di emissione rispetto ai valori reali riportati da EMEP non ha avuto come conseguenza un aumento proporzionale delle concentrazioni simulate nel presente tentativo Rispetto ai valori reali pi bassi vi stato addirittura un decremento anche dell 80 mentre per i valori pi alti i dati simulati mostrano un incremento che va dal 5 al 55 sia_nel
198. eggere i dati di emissione richiede che essi rispettino una specifica struttura e uno specifico template Per poter permettere questo stato utilizzato un tool specifico presente nello stesso pacchetto software relativo all installazione del modello di dispersione emis surf sh che si occupa proprio di convertire dati di input in un formato compatibile con il Modello La configurazione di questo tool ha richiesto di impostare una serie di parametri la configurazione dei domini di interesse e la scelta della risoluzione per ciascun dominio Completata la fase di conversione dei dati nel formato previsto dal Modello di dispersione i nuovi dati ottenuti sono stati copiati nella locazione prevista per renderli disponibili all utilizzo Pagina 48 di 286 WP 3 3 Installazione e configurazione del Modello di dispersione e reazione degli inquinanti Il Modello Meteo Regionale e il sistema di recupero dei dati di emissione EMEP sono stati entrambi inseriti nel sistema al fine di ottenere tutti gli input necessari a quello che la vera simulazione di scenari di impatto ambientale eseguita da un Modello di dispersione e reazione degli inquinanti Tale modello di fatto partendo dai dati di input deve simulare il trasporto e la diffusione degli inquinanti in atmosfera Leggendo la documentazione ed i manuali software relativi al Modello di dispersione sono state analizzate le caratteristiche del modello che stato sviluppato sulla b
199. egistrato valori tra 23 e 75 g m Nei giorni 5 7 febbraio le Centraline ARPAC nei Capoluoghi e ad Acerra hanno registrato una impennata molto forte con valori medi giornalieri tra 70 e persino 237 g m in Napoli citt Quest ultimo valore di 237 g m registrati da una delle Centraline ARPAC di Napoli ha sforato di molto il livello di attenzione previsto dagli standard di Qualit dell Aria 150 g m avvicinandosi a quello di allarme 300 g m D M 60 del 2 aprile 2002 E da sottolineare quindi che dal 5 febbraio alcune Centraline ARPAC nella Citt di Napoli hanno registrato valori molto elevati e fuori norma Il fatto che questi valori medi giornalieri non siano previsti dalle simulazioni dovrebbe indicare una discordanza tra i valori delle emissioni forniti dal modulo EMEP e focolai di emissioni locali diversi dal traffico o dalle emissioni di fondo della Regione non previsti da EMEP stesso questa fonte aggiuntiva dovrebbe essere rappresentata probabilmente dai roghi dei cumuli di immondizia verificatesi in alcuni punti della Citt Pagina 225 di 286 INQUINANTI GASSOSI Per ottobre la T media stimata stata assunta di 15 C per dicembre gennaio di 10 C NO2 Anche nel caso dell NO bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni ottenute dalle simulazioni sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente
200. ei dati personalizzato il modulo grafico era stato pre configurato ad hoc per funzionare e per essere utilizzato in modalit interattiva ovvero eseguendo i moduli ed i comandi che elaborano il rendering direttamente da linea di comando con la possibilit di inserire vari tag e parametri per configurare diversi aspetti Tuttavia per incrementare le possibilit di funzionamento il modulo permette anche di effettuare una configurazione di pi basso livello che si adatta meglio ai nostri scopi di elaborazione e per permettere di ottenere un rendering grafico pi specifico In particolare all interno del pacchetto Modulo 3 sono presenti una serie di script di configurazione realizzati ad hoc per permetterci di personalizzare in maniera completa il software Pagina 211 di 286 grafico al fine di ottenere il rendering desiderato nascondendoci per la complessit che avrebbe comportato una configurazione completamente manuale di pi basso livello Tali script di configurazione sono stati sviluppati su precise richieste dettagliate e sono stati scritti in un linguaggio simil fortran riadattato per i nostri scopi di rendering grafico stato quindi necessario analizzare e capire le sintassi e le istruzioni di questo linguaggio al fine di ottenere la padronanza necessaria per personalizzazione il rendering dei dati NetCDF e ottenere quindi una visualizzazione grafica dei dati in linea con le nostre necessit Installazione ed utilizzo del
201. ei limiti temporali della simulazione visualizzata Per visualizzare le immagini sufficiente andare nel path di output e fare doppio clic sui file Pagina 277 di 286 AI fine dimostrativo qui di seguito vi sono esempi di plot ottenuti mediante l elaborazione di un rendering grafico relativi ai dati di una simulazione di uno scenario per la valutazione di impatto ambientale di specifici inquinanti il rendering stato effettuato con gli script realizzati e installati precedentemente Pagina 278 di 286 Rendering attraverso gli strumenti realizzati in modalit Chimere In alternativa alla modalit di rendering descritta sopra ovvero attraverso l uso degli script realizzati in linguaggio GrADS il pacchetto software fornisce anche strumenti per ottenere un rendering diverso utilizzando le funzionalit Chimere Per utilizzare questa nuova modalit di rendering sufficiente copiare nel sistema gli script relativi e una serie di tool esterni al software che sono liberamente scaricabili Per prima cosa va installato il modello di diffusione in maniera standard a quel punto vanno sostituiti gli script di default presenti nell installazione di Chimere con quelli realizzati ad Hoc per il progetto In particolare gli script da utilizzare sono posizionati nella directory toolbox di chimere2008c che va copiata al posto di quella gi presente nel proprio sistema in maniera tale da aggiornare gli script standard con quelli nuovi
202. ei seguenti Task 1 Task 1 1 Programma di ricerca 2 Task 1 2 Piano di avanzamento L obiettivo principale di questa parte del progetto consiste nella componentizzazione di alcuni modelli modello di circolazione atmosferica Weather Research Forecast WRF modello di emissione EmiModel modello qualit dell aria CHIMERE ed inoltre di tutta una serie di attivit di monitoraggio e di validazione Il Task 1 1 sar sviluppato nell arco temporale compreso tra il 20 11 2009 ed il 30 11 2009 mentre il piano di avanzamento Task 1 2 sar sviluppato per tutta la durata del progetto I due task produrranno come deliverables un rapporto tecnico in cui si delineeranno le caratteristiche dei modelli i risultati attesi le linee di sviluppo del progetto e le articolazioni temporali fra i componenti del sistema Pagina 8 di 286 Descrizione del Task 1 1 La riprogettazione esecutiva del progetto di ricerca stata sviluppata all interno del Task 1 1 Essa si concentra essenzialmente sulla definizione e sull analisi delle diverse fasi in cui suddiviso il programma di ricerca al fine di ridefinire l dove dovesse rendersi necessario la struttura dello stesso Tale attivit viene sviluppata con l ausilio di personale qualificato quali il responsabile scientifico ed il coordinatore tecnico del progetto Prof Barone Ing Gallo coadiuvati fin dall inizio dagli specialisti messi a disposizione dalla societ
203. el ecc Di fatto all interno di uno chassis Blade gi presente tutto lo spazio per allocare i diversi componenti di rete compresi i nodi di calcolo quindi possibile ottenere una distribuzione pi compatta e organizzata di tutti i componenti relativi al sistema Lo chassis Blade utilizzato il Blade Center IBM sul quale sono stati montati 4 alimentatori per ottenere la massima ridondanza del sistema Per quanto riguarda il sistema di raffreddamento inoltre dato il numero non eccessivamente elevato di nodi di calcolo stata scelta una soluzione classica con ventole di dissipazione del calore Lo chassis inoltre stato equipaggiato di 4 switch di rete Giga Ethernet per la connessione ridondante tra i nodi di calcolo e di 2 switch fibre channel per le connessioni ad alte prestazioni con il sistema di storage Per quanto riguarda i nodi di calcolo all interno del Blade Center sono state e installate 4 lame Blade di tipo Blade Server IBM di dimensione 2U Ciascuna lama Blade stata equipaggiata con 2 processori Quad core Intel Xeon 5570 32 Gb di memoria Ram e 6 schede di rete per ottenere ridondanza nelle connessioni In ogni lama Blade sono presenti quindi l equivalente di 8 core di calcolo e 4 Gb di memoria Ram per ogni core Come soluzione di storage stata scelta una open storage con connessioni ad alte prestazioni iScsi in quanto offre notevoli vantaggi in ambito cluster come alte prestazioni a prezzi contenut
204. ella Dati Grafici Mappe 3 Task 6 3 Analisi dei Risultati Il sistema permetter la rappresentazione e la visualizzazione in maniera chiara e di facile lettura dei risultati prodotti dai modelli I Task 6 2 e 6 3 consentiranno la produzione di grafici andamenti mappe e la successiva analisi tecnico scientifica dei risultati ottenuti Si riporta di seguito la lista di Deliverables previste nel progetto per ogni Task descritto nella presente relazione Pagina 11 di 286 Deliverable DI D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 ELENCO DELIVERABLES Denominazione Inizio Programma di ricerca Piano avanzamento lavori Sistema di calcolo parallelo Modello meteorologico regionale Modello di emissione Modello di dispersione e reazione Scenari storici di inquinamento Laboratorio mobile Banca dati da rilevazione mobile Scenari realistici di inquinamento Scenari di inquinamento Prog delle attivit di campionamento e Banca dati aggiornata Analisi dati Scenari di inq nto simulato da nuovi Sistema grafico Tabelle Dati Grafici Mappe Analisi dei Risultati WP Task WP 1 Task 1 1 WP 1 Task 1 2 WP 2 Task 2 1 WP 3 Task 3 1 WP 3 Task 3 2 WP 3 Task 3 3 WP 4 Task 4 1 WP 4 Task 4 2 WP 4 Task 4 3 WP 4 Task 4 4 WP 5 Task 5 1 WP 5 Task 5 2 WP 5 Task 5 3 WP 5 Task 5 4 WP 5 Task 5 5 WP 6 Task 6 1 WP 6 Task 6 2 WP 6 Task 6 3 Mese Data inizio ultimazione 20 11 2009
205. ella prima fase si provveduto all installazione e configurazione del modello meteo regionale configurato per la regione Campania stato quindi analizzato il pacchetto software Modulo 1 e la documentazione allegata consultando il manuale operativo sono stati individuati i vari step previsti per un installazione completa del software Attraverso il manuale descrittivo invece stato possibile analizzare tutti i moduli software di pre elaborazione e post elaborazione che compongono il Modello Meteo Regionale da installare seguendo un preciso ordine e con una precisa procedura Sono stati quindi installati tutti i moduli previsti a partire da quelli di pre elaborazione Geogrid Ungrib e Metgrib e successivamente quelli di elaborazione Real e WRF Analizzando la documentazione ed il manuale descrittivo sono stati analizzati tutti i singoli moduli previsti nel pacchetto software che sono basati sul Modello WRF Weather Research and Forecasting per poter eseguire una simulazione meteo Tutti i moduli sono stati installati e configurati sulla macchina seguendo la documentazione allegata al software Per quanto riguarda il metodo di installazione gran parte del contenuto software utilizzava una procedura standard che prevedeva la disaggregazione dei moduli la compilazione dal codice sorgente e la successiva installazione degli stessi Riguardo alla configurazione sono state effettuate solo piccole modifiche inquanto considerando
206. ella sopraelevata anche di soli 8 g m Nello steso periodo le centraline ARPAC delle Ferrovie segnalavano un valor medio giornaliero di 27 e quella di via Argine di 47 g m Sembrerebbe che nel breve periodo di misura nei dintorni di via De Roberto questa localit sia stata particolarmente ventilata e che non vi siano sorgenti locali considerevoli 18 19 e 21 dicembre 2010 misure continuative con postazione fissa su di una terrazza di un piano alto nei dintorni di Piazza IV Giornate la determinazione delle polveri sottili PMjo fornivano valori variabili tra 6 5 e 15 5 g m a secondo dell ora e soprattutto dell attivit del cantiere nella adiacente via D Isernia Nello steso periodo la centralina ARPAC dell Ospedale Santobono segnalava un valore medio giornaliero di 37 g m Poich la postazione fissa era collocata su di una terrazza al sesto piano abbastanza ventilata mentre la centralina ARPAC situata nel cortile Pagina 230 di 286 dell Ospedale la discrepanza del tutto accettabile 27 dicembre 2010 7 gennaio 2011 misure continuative con postazione fissa su di una terrazza di un piano alto nei dintorni dell Ospedale Monadi via Orsoline a Santa Croce la determinazione delle polveri sottili PM fornivano valori variabili tra 15 e 21 g m a secondo dell ora nei giorni tra il 27 e il 29 dicembre questi valori crescevano fino a 30 40 g m nei giorni tra il 30 dicembre e il 2 gennaio con una punta estrema di 6
207. elle aree urbane con valori invece di 36 42 ug m con punte fino a 60 pg m sulla Circonvalla zione esterna di Napoli sull Asse mediano sul nodo delle Autostrade Caserta Salerno con quella Napoli Canosa Bari sul nodo tra questa ultima e le strade di raccordo con Benevento e Salerno rispettivamente e infine sul Distretto industriale di Avellino Est Nella seconda settimana i valori calcolati erano compresi tra 16 e 32 ug m sia nell area di Napoli che in quelle di Avellino e Salerno con punte di 40 42 g m mentre si registravano valori di 25 45 ug m sui tronchi e i nodi autostradali e stradali con punte di 60 il luned 9 nelle primissime ore del mattino quando presumibilmente si rimettono in moto i TIR Nel periodo dal 16 al 29 maggio gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM o compresi tra 18 e 35 ug m sulle aree di Napoli e Salerno con valori minori di 7 13 ug m su Avellino e di 45 ug m su Acerra Nello stesso periodo si registravano valori di 25 50 ug m sui nodi autostradali e sulla Circonvallazione esterna di Napoli con punte massime di 60 80 ug m al solito all alba di luned 16 Nel periodo dal 29 maggio al 2 giugno gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM compresi tra 18 e 38 ug m sull area di Napoli e tra 24 e 45 ug m con punte di 60 65 ug m in corrispondenza dei nodi autostradali nelle ore del tardo pomeriggio Nel periodo dal 4 all 8 luglio gli Scenari prodotti suggeriscono
208. elle varia campagne di misura condotte con le stazioni mobili utilizzate in questo progetto per le rilevazioni con la strumentazione ETLBUS dalla societ CERTITEC e per le rilevazioni con strumentazione DUSTSCAN della societ SISTEMA SERVIZI CONSULTING con la collaborazione dell Universit FEDERICO II La descrizione dettagliata delle strumentazioni utilizzate e della relativa configurazione riportata nella relazione Allegato WP4 2_A5_ La descrizione delle attivit svolte in merito alla installazione ed al testing delle stesse riportata nella relazione Allegato WP4 2_A6_ E allegata anche la tabella di taratura per il DUSTSCAN ottenuta con gli impattatori differenziali TECORA Allegato WP4 2_A6_ bis Pagina 112 di 286 WP4 2_A5_Configurazione del Laboratorio Mobile Descrizione della strumentazione di analisi PREMESSO che le strumentazioni utilizzate in questo progetto non sono le uniche esistenti in commercio esistendo altre di prestazioni anche superiori ma pi costose e di maggiore ingombro e scarsa trasportabilit con un furgone la scelta pertanto ricaduta su strumentazioni agili e di dimensioni limitate gi attive nel settore e gi utilizzate dalla Universit FEDERICO II e dalle societ CERTITEC e SISTEMA SERVIZI CONSULTING anche se in versioni e con modalit diverse Per far fronte a queste esigenze si quindi scelto di effettuare il monitoraggio con il supporto di un laboratorio mobile
209. empre con dei massimi di 119 139 g m Questi valori sembrano apparentemente sovrastimati in quanto paragonabili o superiori a quelli del NO2 Un primo elemento si riconnette al fatto che atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come l NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V Negli ultimi giorni di aprile le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano tra 48 e 90 g m con delle punte di 100 105 g m a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 43 e 96 g m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anche 4 valori tra 43 e 95 g m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 54 e 106 g m in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 g m per le due di Acerra A partire dal 28 giugno tutte le Centraline di Napoli Citt h
210. ente pi leggero dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a diffondere rapidamente pi in alto rispetto al livello del suolo Mentre le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza i risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE salvo indicazioni diverse si riferiscono ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a molte decine di metri di altezza Poich il CO molto poco reattivo ci potrebbe indicare che esso disperso su tutto il territorio in strati sovrapposti e che l aria regionale caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO2 03 e da componenti chimicamente riducenti Ci comporta una notevole capacit reattiva residuale Questi risultati quindi non dovrebbero inficiare la validit degli scenari calcolati e riportati indicando che effettivamente le concentrazioni del CO sono pi alte dell atteso sul complesso del territorio rispetto a quanto segnalato dalle Centraline ARPAC urbane e che il CO stesso diffonde anche verso i piani alti degli edifici delle aree collinari oltre ad accumularsi nei distretti industriali e nei nodi autostradali WP4 4_2 4 gt 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornalie
211. enza che cio la disposizione delle Centraline ARPAC solo in alcuni quartieri dei Capoluoghi urbani porta a sottovalutare i dati di inquinamento di intere aree della Regione lontane dalle aree urbane E sintomatico inoltre che le Centraline ARPAC disposte nella zona di Acerra non indicano valori particolarmente elevati di inquinamento almeno rispetto ad altre aree industriali o a nodi autostradali individuati dagli scenari prodotti dalla catena di simulazione Questa constatazione potrebbe essere giustificata con varie ipotesi 1 una buona dispersione dei prodotti di emissione dovuta all altezza dei camini delle varie linee dell inceneritore e al regime dei venti esistenti sulla pianura corrispondente 2 una ricaduta delle polveri sottili in aree pi vicine o molto pi lontane dall inceneritore di quelle dei siti delle Centraline ARPAC di Acerra combinata invece con una migliore dispersione degli inquinanti gassosi Pagina 245 di 286 Parte sperimentale da fine aprile ai primi di giugno 2011 Dopo che il Laboratorio Mobile stato posizionato nei vari siti individuati si proceduto ad effettuare la seconda campagna di rilevazione I dati rilevati sono riportati in due Banche dati Allegati WP5 3_A12 e WP5 3_A13 relative alle nuove condizioni meteorologiche primaverili Una nuova Banca Dati Allegato WP5 3_A14 contiene inoltre i corrispondenti dati ottenuti dalle Centraline ARPAC nel periodo da fine marzo a fine maggio 20
212. er Nell analisi delle risorse richieste dal progetto stato inoltre considerato necessario realizzare un ambiente di testing al fine di poter individuare sia la configurazione minima richiesta per eseguire la simulazione che per reperire le informazioni necessarie alla valutazione ed analisi del prototipo da realizzare Per tale sistema stata utilizzata un architettura di tipo Beowulf di classe 1 che prevede l utilizzo di componenti hardware off the shelf cio componenti di basso prezzo facilmente reperibili in commercio Dal punto di vista dell hardware l ambiente composto da 36 nodi ciascuno equipaggiato con un processore Dual core 2 Gb di memoria Ram 1 Gb di Ram per core ed unit di storage di tipo NAS con hard disk Sata II Per il cablaggio gli Switch di rete necessari alle connessioni Giga ethernet sono stati collegati tra loro utilizzando una topologia a stella non in cascata con uno switch che funge da master stella al fine di evitare eccessivo traffico di rete Dopo la realizzazione del sistema stato effettuato il monitoraggio dello stesso a livello fabric livello Hardware per un periodo di una settimana utilizzando tra l altro strumentazioni di monitoring open source Ganglia Sono stati analizzati ancora tutti i componenti hardware del Pagina 27 di 286 sistema come UPS tensione delle prese di alimentazione sistemi di dissipazione e raffreddamento temperature dei processori stat
213. er altre risultano differenze irrilevanti Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi di calcolo presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con le aspettative Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di inquinamento spesso pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sugli Assi viari principali della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono strumentazioni regionali per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate Gli Scenari infine tengono ben conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi o poco ventosi mentre tendono ad abbassarsi nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Pagina 264 di 286 WP6 3 5 Analisi di casi estremi imprevisti segnalati dalla Rete Regionale di Centraline fisse dell ARPAC o dalle Strumentazioni del Laboratorio Mobile L analisi dei risultati prodotti dai calcoli della catena WRF EMEP CHIMERE ha mostrato in alcuni casi delle differenze tra i dati di inquinamento calcolati e quelli misurati dalle Centraline fisse e o dal Laboratorio Mobile utilizzato in questo Progetto La conclusione che in questi pochi casi particolari la capacit revision
214. ere incrementi prestazionali lineari con l aumento delle unit adibite all elaborazioni In questo modo si riesce ad abbattere i costi di licenza e contemporaneamente ridurre quelli di gestione Infine presupposto imprescindibile essendo soluzione open source estremamente personalizzabile e quindi adattabile alle nostre esigenze Sul sistema realizzato per il progetto quindi come prima cosa stato effettuato il download del sistema operativo Fedora versione 13 dal sito ufficiale www fedora org Per l installazione di Fedora su tutti i nodi dell infrastruttura sia Master che Slave sono state utilizzate le opzioni standard suggerite dall interfaccia di installazione mentre per la configurazione di base del sistema sono state adottate soluzioni specifiche per l ambiente di cluster da realizzare ovvero configurazione delle variabili di ambiente configurazione dell interfaccia di rete con appropriati indirizzi IP Gateway e DNS specifici dei singoli nodi del Cluster ecc AI sistema operativo di base sono stati inoltre aggiunti una serie di pacchetti software specifici per il Cluster in modo da estendere le funzionalit di base del sistema al fine di consentire e favorire le operazione tipiche di un cluster Tali componenti software sono state opportunamente configurate in base alle differenti caratteristiche del nodo Master e dei nodi Slave I pacchetti software per il nodo Master a cui demandato il controllo completo
215. erminata area geografica da attivit e processi di origine sia antropica sia naturale L expert panel dell EMEP predispone la guida per la compilazione degli inventari delle emissioni Ciascuno stato sottomette i propri dati secondo le direttive diramate e periodicamente aggiornate dall EMEP I dati che vengono inviati dagli stati membri riguardano le categorie principali di inquinanti CO NH3 NMVOC cio Non Methanic Volatile Organic Compounds NOx e SOx il particolato PM2 5 PM10 e TSP cio Total Suspended Particulate i metalli pesanti principali Pb Cd e Hg e i contaminati organici persistenti POP come le diossine i furani il benzopirene e gli altri idrocarburi policiclici aromatici IPA policlorobifenili PCB e altri solventi clorurati Tali dati vengono organizzati su griglia e sono sottoposti ad un iter di controllo ed elaborazione In particolare sono previste due fasi di revisione che mirano a valutare la completezza dei dataset inviati la comparabilit del dataset rispetto a quelli equivalenti e sottomessi dallo stesso stato membro per la compilazione dell inventario precedente Segue una fase di verifica della consistenza del dato questi controlli mirano ad identificare eventuali buchi salti e sbalzi improvvisi dei valori registrati nelle serie temporali al fine di individuare la presenza di errori di misurazione In generale le serie temporali con deviazione standard gt 0 2 vengono segnate cos
216. erno Invece punte valori molto elevati 100 160 e fino a 200 g m sono stati calcolati per le prime ore del pomeriggio dei giorni 17 21 marzo I valori calcolati pi alti 160 200 g m interessanti nodi autostradali extraurbani sforano il livello di attenzione previsto dagli standard di Qualit dell Aria D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti La natura di questi picchi di inquinamento pu essere molteplice e legata a eventi e focolai di emissioni locali diversi dalle condizioni anche elevate di traffico o dalle emissioni di fondo della Regione non previsti da EMEP stesso questa fonte aggiuntiva potrebbe essere rappresentata dai roghi dei cumuli di immondizia e copertoni verificatesi in alcuni punti del territorio o adun cattivo funzionamento occasionale dell inceneritore di Acerra Si noti che il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo ha prodotto risultati finali per il giorno 21 marzo dettati da un forte vento da Est come si riscontrato anche per gli scenari relativi agli inquinanti gassosi vedi di seguito Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto sempre nel primo stadio della catena di simulazione cio dal modulo WRF Nello stesso periodo le Centraline ARPAC registravano valori tra 16 e 43 g m con punte di 60 Pagina
217. escritte di seguito e presenti nella cartella principale inputdata La cartella space contiene Il file grids bpa contiene la tabella che associa il numero identificativo di cella alle coordinate del suo baricentro per il bacino BPA La numerazione delle celle parte dall angolo sud ovest del dominio Il sistema di coordinate adottato e UTM32 Il file grids med come sopra per il dominio meridionale Il file emi bpa contiene le emissioni degli inquinanti trattati per cella Indice di riga e il macrosettore indi il numero di cella indice di colonna e l inquinante Le emissioni sono fornite in Mg anno Il file emi med come sopra relativamente al bacino meridionale La cartella time contiene il file tem_mm bpa profili mensili di disaggregazione temporale Indice di riga e il macrosettore indi il mese da 1 a 12 indice di colonna e l inquinante profili sono tutti normalizzati ad 1 Il dominio e il bacino BPA Il file tem_mm med come sopra per il dominio meridionale Pagina 97 di 286 Il file tem_dd bpa profili giornalieri di disaggregazione temporale Indice di riga e il macrosettore indi il giorno da 1 a 7 con la convenzione 1 lt gt Lunedi 7 lt gt Domenica indice di colonna e l inquinante profili sono tutti normalizzati ad 1 Il dominio e il bacino BPA Il file tem_dd med come sopra per il dominio meridionale Il file tem_hh bpa profili orari di disaggregazione temporale Indice
218. essi in funzione della climatologia tipica dell area di studio Il modello di calcolo permette inoltre di valutare la diffusione in atmosfera dell inquinante anche in presenza di situazioni di calma di vento In questi casi WD3 integra un opportuno modello Modello di Cirillo Poli per le calme di vento Il modello non presenta limitazioni dimensionali se non dipendenti dal carico del computer di installazione I tempi di esecuzione di una simulazione dipendono dal tipo di calcolo richiesto dalle dimensioni del reticolo numero dei nodi di griglia dal numero di sorgenti considerato dalla tipologia dei dati meteorologici utilizzati e dalla potenza della macchina di calcolo La presenza di situazioni di calma di vento comporta sempre un aggravio delle prestazioni temporali di esecuzione non essendo questo un calcolo direzionale ma svolto su un angolo di 360 intorno ad ogni sorgente Una consistente riduzione dei tempi di calcolo pu essere realizzata richiedendo come opzione di output il calcolo nei soli recettori discreti del dominio in questo caso il calcolo non verr eseguito nei recettori cartesiani del dominio La versione 3 del modello WinDimula WD3 rispetto alla precedente versione 2 WD2 implementa il calcolo della deposizione secca ed unida Tutte le opzioni del modello sono gestibili direttamente dall interno del software stesso incluse le operazioni di preparazione dei file di input EDITOR inter
219. evisti da EMEP stesso questa fonte aggiuntiva potrebbe essere rappresentata dai roghi dei cumuli di immondizia e copertoni verificatesi in alcuni punti del territorio o adun cattivo funzionamento occasionale dell inceneritore di Acerra Si noti che il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo ha prodotto risultati finali per il giorno 21 marzo dettati da un forte vento da Est come si riscontrato anche per gli scenari relativi agli inquinanti gassosi vedi di seguito Pagina 149 di 286 Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto sempre nel primo stadio della catena di simulazione cio dal modulo WRF Nello stesso periodo le Centraline ARPAC registravano valori tra 16 e 43 ug m con punte di 60 63 ug m il 24 e 25 marzo in Napoli di 18 32 ug m ad Avellino di 18 53 ug m a Benevento di 10 26 ug m a Caserta di 15 35 ug m a Salerno con massimi di 50 il 24 e il 25 marzo e infine di 10 40 ug m ad Acerra con massimi di 50 54 sempre il 24 e 25 marzo Nota bene quindi in questo periodo semi primaverile i valori calcolati pi alti 5 54 ue m dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare __il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94
220. fico Via CONSALVO P zzale TECCHIO Fuorigrotta Zona tangenziale MONTE S ANGELO Bagnoli m Monte s Angelo o NAPOLI NORD Zona collinare Via COLLI AMINEI Ospedali MONALDI COTUGNO o NAPOLI EST Zona uffici CENTRO DIREZIONALE PROVINCIA DI NAPOLI o RACCORDO AUTOSTRADALE NOLA o RACCORDO AUTOSTRADALE NAPOLI NORD PROVINCIA DI CASERTA o RACCORDO AUTOSTRADALE S NICOLA LA STRADA o CAPUA Zona Industriale Pagina 132 di 286 STAZIONE DUTSCAN NAPOLI CITTA o NAPOLI OVEST Zona residenziale POSILLIPO BAGNOLI Citt della Scienza Arenile o NAPOLI NORD Zona collinare via Nicolardi Camaldoli EREMO INPS via Guantai Orsolonaa S Croce o NAPOLI EST Zona industriale Poggioreale e ViaSTADERA e Via del MACELLO e Via De ROBERTO e Via S M del PIANTO e Via A da Salerno VOMERO Zona traffico P zza QUATTRO GIORNATE PROVINCIA DI NAPOLI o ACERRA Zona Industriale PROVINCIA DI CASERTA o CANCELLO SCALO PROVINCIA DI BENEVENTO o BENEVENTO CITTA P zza Risorgimento MONTESARCHIO Zona industriale MONTESARCHIO Discarica 3 ponti MONTESARCHIO Variante Via Napoli MONTESARCHIO Via Vitulanese O OOO Pagina 133 di 286 Iu op Zp_ div Pat z 2 5009 env alL Flo j LI 8 ISTINTI edong LLOZ O g a ib o y Ter fe T het n a nonz20d y Siip asleweija se hO ERDU ENEO Odijjisod 0de9 ezzejd asy ezusiosi E japiep io SC 2 odijilSod PITT AN rit L
221. formato di output del modello che stato configurato per generare file di tipo NetCDF Nella sezione della namelist relativa alla configurazione del modulo Geogrid sono stati controllati i 3 domini previsti che erano gi stati impostati nella pre configurazione ricevuta con il software quindi i punti di ancoraggio dei domini i confini geografici la risoluzione il passo e il numero di punti in entrambe le direzioni longitudine e latitudine Infine i parametri per il nesting tra gli stessi domini e la tipologia di interpolazione dei dati statici del suolo terrestre sui domini Nonostante la pre configurazione associata al software permetteva gi di ottenere una completa elaborazione dei dati settati ad hoc per la regione di interesse sono state comunque apportate modifiche ulteriori per quanto riguarda le impostazioni dei singoli moduli di elaborazione Per quanto riguarda il secondo modulo Ungrib che si occupa di estrarre i dati meteorologici in formato GRIB generati da un modello GCM nella namelist sono stati impostati il prefisso del nome e la tipologia di file di output nella quale il modulo va a inserire i dati metereologici estratti La tipologia utilizzata WPS Nella namelist relativa all ultimo modulo di pre elaborazione il Metgrid che interpola i dati precedentemente ottenuti sui domini settati nel modello stata anche in questo caso configurato il modulo per generare output di tipo NetCDF Per quanto rigua
222. ggiamenti di fine anno WP4 4_3 2 Inquinanti gassosi CO NOx somma di NO e NO e 03 25 gennaio 10 febbraio 2011 vengono discussi solo i dati del 9 e 10 febbraio misure continuative con ETL BUS postazione fissa su di una terrazza di un piano basso di via Consalvo a Fuorigrotta Per il monossido di carbonio CO i valori medi giornalieri riscontrati erano di 0 40 mg m il giorno 9 2 e di 0 12 mg m per il 10 2 e di 0 47 per l 11 2 2011 mentre gli ultimi dati registrati per le Centraline ARPAC nei giorni precedenti risultavano anche superiori a 1 3 mg m si tenga per presente che la Centralina ARPAC pi vicina quella della Scuola Silio Italico non funzionante da diverso tempo Per il gli ossidi misti di azoto NO i dati medi giornalieri riscontrati erano di 151 per il 9 e 11 febbraio e di 102 ug m per il 10 febbraio contro valori registrati dalle Centraline ARPAC per il solo NO mai superiori a 95 ug m Infine per l ozono 03 i dati misurati da ETL BUS risultavano di 57 e 114 ug m rispettivamente per il 9 e 10 febbraio e di 71 per il giorno 11 contro valori registrati dalle Centraline ARPAC mai superiori a 39 ug m Come detto per la Centralina ARPAC pi vicina a via Consalvo quella della scuola Silio Italico a Fuorigrotta da tempo non funzionante quindi i dati di confronto si riferiscono a quartieri abbastanza distanti dalla stessa via Consalvo Pagina 158 di 286 Per altro i valori medi orari p
223. gionale Tale modello sar in grado di prevedere scenari di diffusione e trasformazione tenuto conto delle emissioni e delle condizioni atmosferiche relative ai giorni prescelti che realisticamente simuleranno uno scenario di qualit dell aria Si sottolinea che la legislazione italiana con il D M del 20 Maggio 1991 G U 31 5 1991 Criteri per l elaborazione dei piani regionali per il risanamento e la tutela della qualit dell aria ha delegato alle Autorit regionali la formulazione dei piani di rilevamento prevenzione conservazione e risanamento del proprio territorio Si cita testuale dal decreto al fine di garantire la tutela della salute e dell ambiente necessario uno strumento operativo unitario di analisi e programmazione degli interventi atto ad assicurare il controllo e la gestione integrata delle emissioni in atmosfera derivanti dalle diverse attivit antropiche quali combustione processi produttivi trasporti ecc La predisposizione del piano comprende 1 individuazione delle aree o dei settori produttivi e civili oggetto del piano tramite l analisi delle caratteristiche generali del territorio geomorfologia meteorologia climatologia distribuzione della popolazione usi del territorio fonti di emissione qualit dell aria etc e l elaborazione delle informazioni disponibili ai fini di una valutazione dell impatto delle emissioni sulla popolazione e sull ambiente 2 indicazione
224. guito di molteplici tentativi esito positivo nel mese di dicembre 2009 e successiva conferma nei mesi di gennaio febbraio e ottobre 2010 confrontando i dati con quelli di due differenti impattatori differenziali del tipo TECORA messi a disposizione rispettivamente dal Dipartimento di Scienze Ambientali della Seconda Universit di Napoli e dal Dipartimento di Chimica dell Universit FEDERICO II Si riportano di seguito i tabulati delle misure di PM effettuate rispettivamente a Caserta e a Monte Sant Angelo con i due impattatori confrontate con i valori rilevati e mediati sullo stesso periodo con il DUSTSCAN Allegato WP4 2_A6_bis ETL BUS Pagina 122 di 286 INSTALLAZIONE L installazione dell ETL BUS consistita nel montaggio delle sue componenti In particolare A Modem Gsm Gps B Antenna Gsm Gps Tubo di prelievo D Batteria di corrente A Modem GSM GPS Innanzitutto stato necessario fissare il Modem GSM GPS alla relativa piastra di sostegno con una fascetta in modo da impedirne lo sganciamento accidentale Fig 1 Figura 3 Successivamente si dovuto verificare che i due led verde e giallo si accendessero sul modem al momento dell accensione per poi lampeggiare simultaneamente in condizione di stand by Se avesse lampeggiato solo il verde e quello giallo fosse rimasto spento il modem sarebbe allora risultato agganciato alla rete GSM ma non al satellite GPS Pagina 123 d
225. gurato ad hoc per la regione Campania il Modello di emissione ed infine 11 Modello di dispersione e reazione degli inquinanti Tale lavoro stato suddiviso in 3 fasi distinte e WP 3 1 Installazione e configurazione del Modello Meteo Regionale per la Campania e WP 3 2 Installazione del Modello di emissione dell EMEP e WP 3 3 Installazione e configurazione del Modello di dispersione e reazione inquinanti Per tutte le fasi del WP3 stato fatto riferimento ai pacchetti software e documentazioni allegate forniti nell ambito del progetto Tutti i software inseriti nel Modulo 1 e Modulo 2 sono stati sviluppati e configurati ad hoc anche sulla base delle specifiche indicate dall Universit degli Studi di Napoli Federico I Ipotesi progettuali e considerazioni scientifiche alla base dello sviluppo delle applicazioni Il modello di circolazione atmosferica Le caratteristiche del sistema WRF sono di seguito elencate e area presa in considerazione Regione Campania e dati forniti dal modello campi di vento turbolenza atmosferica e parametri meteorologici per il calcolo della deposizione secca e risoluzione spaziale alla quale sono forniti i dati di concentrazione e risoluzione temporale alla quale sono forniti i dati di concentrazione e principali caratteristiche software e hardware implementazione su macchine ad architettura parallela Pagina 35 di 286 Nel seguito sono forniti maggiori dettagli cir
226. he invece dettata inizialmente dal modulo WRF che mantiene le sue caratteristiche realistiche di meteorologia sul territorio in quei giorni e in uelle ore vedi le considerazioni sulle scie nei giorni 19 e 20 dicembre WPS5 5_3 2 biossido di azoto NO2 Nel periodo di simulazione dal 15 al 20 dicembre 2010 i valori prodotti dagli scenari variano tra 6 in piena notte e 25 ppbv 12 49 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 35 45 ppbv 68 87 ug m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 e le prime della sera 18 21 I massimi relativi riguardano anche le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori compresi tra 25 e 40 ppbv 12 78 ug m Anche in questo caso nella giornata del 19 e in parte del 20 dicembre evidente una forte scia di trascinamento dovuto ad un forte vento da ESE verso ONO Cos come nella serata del 20 dicembre si pu notare una inversione nelle condizioni di ventilazione dovuta alle brezze serali e notturne Pagina 195 di 286 Confronto con i dati prodotti nello scenario reale originale il raddoppio dei fattori di emissione rispetto ai valori reali riportati da EMEP non ha avuto come conseguenza un aumento proporzionale delle concentrazioni simulate nel presente tentativo Rispetto ai valori reali pi bassi vi stato un incremento anchedel 100 mentre pe
227. hostscript a png Portable Network Graphic per il porting sul web Il comando mogrify stato utilizzato per quanto riguarda le dimensioni e il ritaglio del grafico L altro file uno script php execmod3 php con il quale stato possibile interagire direttamente dal lato back end dell applicazione web per ottenere una diversa tipologia di output Editando questo file stato possibile specificare direttamente senza passare quindi per l interfaccia grafica tutti quei parametri che normalmente si dovrebbero impostare attraverso gli argomenti di input da passare all nemapit che poi elabora il file di PostScript oppure utilizzando la tipica interazione Lo stesso script stato anche utilizzato per cambiare la metodologia di visualizzazione e organizzazione della banca dati cartografica Attraverso lo script execmod3 php settando una serie di variabili e modificando alcuni blocchi di codice stato anche possibile personalizzare il rendering grafico in maniera tale da ottenere una serie di grafici particolari per un analisi completa e pi variegata degli output delle simulazioni Per esempio stato possibile ottenere in maniera diretta l impatto ambientale che un inquinante ha per tutta la giornata ora per ora in maniera tale da fare un raffronto e una classificazione temporale Oppure modificare il nome della mappa che si vuole realizzare per ottenere eventualmente una classificazione particolare per nome assegnando al nome della
228. i facilit di configurazione software di gestione open source come previsto dall architettura Beowulf minimizzazione nell occupazione di spazi Pagina 29 di 286 Il sistema scelto il SUN7310 Openstorage iScsi equipaggiato con 11 Terabytes di memoria Raw Realizzato il sistema di HPC stato effettuato il benchmark di livello fabric con l ausilio del tool open source Ganglia gi utilizzato in ambiente di testing I test hanno dato esito positivo circa il funzionamento dei componenti Si infine valutato il benchmark delle prestazioni che ha evidenziato performance paragonabili a quelle ottenute con l ambiente di testing L analisi stata effettuata a parit di setup del software Da specifici tool si pu evincere come tale architettura Beowulf basata su tecnologia Blade riesce a scalare in maniera pressoch proporzionale al numero di nodi di calcolo presenti nel sistema Per quanto riguarda la scelta del sistema operativo dell infrastruttura di HPC realizzata dopo aver valutato le possibili soluzioni si scelto di utilizzare un sistema open source basato su distribuzione GNU Linux in quanto fortemente raccomandata nel caso di cluster Beowulf Nel nostro caso si scelto di utilizzare la distribuzione Linux denominata Fedora versione 13 opportunamente configurata e ottimizzata per un cluster Beowulf Tale distribuzione performante estremamente flessibile scalabile ed al tempo stesso consente di otten
229. i quello del pre processing WPS e quello che costituisce il nucleo del sistema modellistico WMRF ARW ciascuno suddiviso in ulteriori moduli Per ciascuno di questi moduli stato realizzato uno script di automazione che si occupa di eseguire il relativo modulo I moduli WPS previsti dal modello WRF sono Geogrid Ungrib e Metgrib Gli script realizzati ad hoc relativi a questi moduli sono doGeogrid doUnbrib e doMetgrid Ogni modulo pu essere inteso come un software che ricevuti determinati input dal modulo che occupa la posizione precedente nel flusso di informazioni genera i propri output che costituiranno l input per l eventuale modulo successivo Per quanto riguarda gli script che eseguono i moduli le opzioni e i parametri di ciascun script vengono settati mediante il cambiamento di opportuni valori in sezioni che iniziano con amp e finiscono con delle namelist predisposte Tali valori quindi rappresentano la configurazione del modulo eseguito all interno dello script L utilizzo delle namelist permette di variare la configurazione del modello senza la necessit di dover ricompilare il codice ad ogni run Ogni namelist deve essere fornita come argomento da riga di comando nel momento in cui si lancia il file eseguibile di ciascun modulo Pagina 66 di 286 QUICK START 2 Esecuzione automatica dei moduli AI fine di rendere pi semplice e veloce la configurazione e l esecuzione stato realizzato un macro s
230. i 286 B Antenna GSM GPS L antenna fornita a corredo dello strumento ha la doppia funzione di antenna GSM e di antenna di localizzazione GPS Per questo motivo durante il posizionamento della stessa stato necessario installarla in posizione orizzontale e non coperta dalla struttura del veicolo Si scelto pertanto di posizionarla tetto della stessa C Tubo di prelievo AI fine di evitare sovrapressioni all interno dello strumento stato necessario disporre il tubo di campionamento dell aria rivolto nel senso opposto rispetto a quello di marcia del veicolo D Batteria di alimentazione Le attrezzature di cui sopra sono state inoltre collegate ad Batteria di alimentazione da_12 V installata per garantire l alimentazione in continuo delle stesse TESTING Pagina 124 di 286 Per la maggiore durata della fase di installazione della strumentazione il primo test sull ETL BUS stato eseguito a Giugno 2010 ed ha avuto esito negativo Pertanto a seguito di una serie di tentativi di taratura con la UNITEC casa produttrice dell ETL BUS effettuate nel mese di Luglio 2010 si riscontrata la necessit di inviare l apparecchiatura alla sede UNITEC di Ferrara per eseguire operazioni di rettifica e taratura della stessa stato pertanto effettuato lo smontaggio della stessa nel mese di Luglio A seguito della chiusura per ferie estive delle aziende l invio stato attuato nel mese di Settembre 2
231. i al visibile in ritardo nell ambito della cascata di reazioni fotochimiche e chimiche a partire dalla dissociazione del NO in NO e Ossigeno atomico molto reattivo Pagina 256 di 286 WP6 3 3 Conferma della validit e affidabilit della Metodologia Modellistica riscontri oggettivi dettagli spazio temporali accurati utilizzo di meteorologia reale I dati riportati nell analisi degli scenari per quello che riguardano i valori massimi si riferiscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi I valori minori delle simulazioni si riferiscono invece ai Capoluoghi di Provincia o ad Acerra Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti punte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera Essi altres tengono conto delle reali condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM p nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline urbane fisse Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di inquinamento pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sui principali assi viari della Regione e sui Distretti industrial
232. i cicloniche o anticicloniche e variano su scale temporali dell ordine di alcuni giorni Inoltre la radiazione solare gli scambi di quantit di moto energia e materia fra la superficie e l atmosfera inducono la formazione di un boundary layer nella direzione verticale la cui estensione di alcuni chilometri e la cui scala temporale compresa fra 5 minuti ed alcune ore La dinamica del boundary layer segue un tipico andamento ciclico giornaliero in quanto la forzante principale per questo fenomeno la radiazione solare Infine i fenomeni di emissione degli inquinanti spesso seguono tipicamente un andamento giornaliero legato alle attivit antropiche e al ciclo solare Da queste considerazioni si deduce che le scale spaziali e temporali appropriate corrispondono ad una risoluzione di circa 5 chilometri e di circa 1 minuto Una maggiore risoluzione spaziale vale a dire una risoluzione di circa 1 chilometro sebbene sicuramente auspicabile per una pi precisa osservazione dei fenomeni di dispersione ma in realt impraticabile soprattutto a causa della difficolt di reperire dati di input dettagliati in particolare in fase di emissione Pertanto fra 1 maggiori limiti del software vi la difficolt di descrivere i fenomeni che avvengono su scale spaziali e temporali inferiori a circa 5 chilometri L estensione trasversale del dominio deve essere sufficientemente ampia tale da seguire l evoluzione della dinamica della dispersione degli
233. i dei Capoluoghi urbani porta a sottovalutare i dati di inquinamento di intere aree della Regione lontane dalle aree urbane D altra parte i dati delle Centraline ARPAC dei Capoluoghi effettuano come gi sottolineato medie giornaliere e i minimi precedenti si riferiscono quasi sempre a orari di punta primo pomeriggio e al solito in aree relativamente lontane dai siti ove operano le Centraline stesse Pagina 258 di 286 WP6 3 4 Confronti interstagionali per PM e per ciascuno degli inquinanti gassosi Solo a partire da ottobre 2010 stata completata e messa a punto la piena funzionalit dei programmi che gestiscono la catena WRF EMEP CHIMERE per il calcolo parallelo e quindi la disponibilit dei risultati di Qualit dell Aria e inquinamento atmosferico sotto forma di Scenari orari molto dettagliati I valori calcolati dagli scenari prodotti tengono conto sia delle variazioni meteorologiche introdotte di volta in volta dal modulo WRF sia delle differenti condizioni di emissioni dal territorio nel periodo considerato introdotte di volta in volta dal modulo EMEP WP6 3 4 1 Polveri fini o particolato PM 0 I valori medi orari calcolati per il PMy nei vari periodi di clima autunnale invernale semi primaverile primaverile ed estivo erano compresi indifferentemente e prevalentemente tra 10 e 42 g m per tutta l area napoletana mentre su altre aree della Regione i valori si presentavano con dei picchi di 50 60 g m sulla
234. i di monitoraggio convenzionali L ETLBUS infatti conforme alla diretiva europea 99 30 CE come dispositivo di misurazione per la valutazione preliminare della qualit dell aria Pagina 115 di 286 I sensori utilizzano una tecnica di misura definita a film spesso che sar di seguito pi dettagliatamente descritta e non sono assolutamente da confondere con i sensori elettrochimici Sono differenti a seconda del parametro da monitorare in particolare si adoperano per CO NO O3 sensori a stato solido ottenuti con la tecnologia del film spesso interagiscono con elettrodi di platino totale del rumore in dB Umidit relativa sensore capacitativo costituito da polimeri Temperatura sensore ad alta precisione su circuito integrato I campi di misura in cui possibile lavorare sono i seguenti 0339 0 500 pg m Temperatura aria gt Umidit relativa gt 0 limite di rilevabilit pari a 20 ug m3 40 C 80 C 100 Rumore gt 45 105 dB CO gt 0 100 mg m limite di rilevabilit pari a 0 1 mg m NO gt 0 1000 pg m termostatati che Rumore fonometro in classe 1 con capsula capacitativi omnidirezionale con misura Le caratteristiche tecniche dei sensori a film spesso si possono cos riassumere e rappresentare schematicamente nelle tabelle seguenti Campo di misura CO NOx Ozono Pagina 116 di 286
235. i dove non vi sono strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate L interpretazione dei risultati dei programmi di calcolo richiede comunque una analisi molto accurata delle Mappe di distribuzione degli inquinanti sul territorio cosa che possibile attraverso dei DEMO che saranno allegati a questa Relazione Infatti questa analisi dettagliata mostra che intorno ai picchi pi alti di alcune aree di Napoli dove tra l altro non sono pi in funzione le Centraline ARPAC gli Scenari mostrano gradienti di diminuzione rapida della concentrazione degli inquinanti come NO2 In conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati validati soddisfacentemente nel periodo invernale e semiprimaverile l applicazione nei periodi successivi quindi del tutto soddisfacente e potr essere utilizzato anche per produrre previsioni Ci dimostrato sia dal confronto giornaliero con i dati delle Centraline fisse ARPAC sia da quello con le misure sperimentali effettuate tramite le strumentazioni limitate del Laboratorio Mobile impiegato in questo Progetto D altra parte si deve sottolineare nuovamente quanto detto in precedenza che cio la Pagina 257 di 286 disposizione delle Centraline ARPAC solo in alcuni quartier
236. i ottenuti negli stessi periodi dalle Centraline ARPAC funzionanti per gli stessi giorni I dati delle Centraline ARPAC per il periodo interessato sono stati raccolti su di un CD che costituisce la Banca Dati WP4 3_ Allegato_ A7 Nella II Parte di questa Relazione verr invece presentato il confronto tra gli Scenari prodotti e le misure effettuate con gli strumenti del Laboratorio Mobile che integrano quelle delle Centraline WP4 4_ 1 Analisi degli Scenari rappresentati come Mappe e confronto con i dati delle Centraline ARPAC WP4 4_1 Fase caratterizzata da clima autunnale e invernale WP4 4_1 1 gt PMyo Tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto per il PM sembra abbastanza soddisfacente dal punto di vista del programma di simulazione Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati ora per ora per ciascun giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura stessa della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di essa I valori delle concentrazioni calcolate dagli scenari simulati variano notevolmente a secondo dei periodi investigati Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto nel primo stadio della catena di simulazion
237. i sottogriglia di quei processi cio che non possono essere esplicitamente risolti dal modello perch avvengono su scale pi piccole di quelle risolte dal modello e che quindi vengono risolti mediante equazioni parametrizzate in cui cio la variabile viene risolta in funzione delle incognite gi presenti nelle equazioni risolte senza quindi l aggiunta di ulteriori incognite Per una descrizione di ciascuna parametrizzazione si rimanda alla guida dell utente ARWUsersGuideV3 pdf scaricabile dal link indicato all inizio di questo documento Di seguito si riporta una possibile configurazione da notare che tutte le parametrizzazioni sono uguali per ciascun dominio innestato pu variare la cu_physics nel senso che questo schema pu essere disinserito per domini con passo di grigli minore di circa 5 Km amp physics mp_physics 3 3 3 ra_lw_physics 1 1 1 ra_sw_physics 1 1 1 radt 30 30 30 sf_sfclay_physics 2 2 2 sf_surface_physics 2 2 2 sf_urban_physics 2 2 2 bl_pbl_physics 2 2 2 bldt 0 0 0 cu_physics 1 1 0 cudt 5 5 5 isfflx 1 ifsnow 0 icloud 1 surface_input_source 1 num_soil_layers 4 mp_zero_out 0 maxiens l maxens 3 maxens2 3 maxens3 16 ensdim 144 sst_update 1 usemonalb true num_land_cat 20 Nella prossima section vengono definite le opzioni della cosiddetta dinamica del modello queste Pagina 79 di 286 opzioni riguardano i
238. i temporali del run la prima colonna si riferisce al PD le altre ai NDs Se sono stati implementati in totale 2 domini eventuali ulteriori colonne vengono ignorate dal real exe cc amp time_control start_year 2007 2007 start_month 07 07 start_day 13 13 start_hour 00 00 00 start_minute 00 00 00 start_second 00 00 00 end_year 2007 2007 end_month 07 07 end_day 15 15 end_hour 00 00 00 end_minute 00 00 00 end_second 00 00 00 interval_seconds 21600 come in namelist wps input_from_file true true true indica se i file prodotti da ciascun dominio Pagina 76 di 286 cc history_interval 60 60 60 frames_per_outfile 1000 1000 1000 restart false restart_interval 86400 io_form_history 2 tipo di file 2 NetCDF io_form_restart 2 io_form_input 2 io_form_boundary 2 debug_level 0 debbano essere usati per inizializzare le griglie rispettivamente innestate true il caso tipico intervallo di scritture dei file di history in minuti opzione facoltativa utile per i cosiddetti restart run numero di parti in cui suddividere i file di output indica se si tratta di un restart run opzione non contemplata in questo documento auxinput4_interval 360 360 360 360 360 auxinput4_inname wrflowinp_d lt domain gt auxinput11_interval 360 360 360 auxinput1 1_end_h 48 48 48 amp domains time_step 180
239. iano alto a via Nicolardi oscillavano tra 3 6 e 15 2 g m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 2 mg m Per l O i valori medi misurati oscillavano tra 115 e 210 g m f dal 16 al 23 maggio 2011 Per gli NO i valori medi misurati su di una terrazza di un piano alto di via Orsolone a Santa Croce nei pressi dell Ospedale Monaldi oscillavano tra 1 9 e 28 3 g m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 8 mg m Per l O i valori medi misurati oscillavano tra 134 e 180 g m p dal 27 maggio al 30 maggio Per gli NO i valori medi misurati su di un edificio del Centro Direzionale terrazzo ultimo piano oscillavano tra 30 e 140 pg m Per il CO i valori misurati dallo strumento del Laboratorio Mobile a via Consalvo Certitec non superavano 0 6 mg m Complessivamente l accordo sembra buono rimarcando di nuovo che le differenze riscontrate tra i due sistemi di rilevazione dipendono dalla diversa collocazione sul territorio cittadino delle stazioni fisse Centraline e postazioni del Laboratorio mobile In rosso gli sforamenti dei limiti di attenzione previsti dalla Normativa di Legge Per quel che riguarda il valore registrato in un orario di forte traffico a via Consalvo Fuorigrotta per gli NO il livello di sforamento di 250 1g m non stato in realt raggiunto perch esso si riferisce al solo NO e non alla somma di tutti gli ossidi di azoto lo stesso dicasi per i dati registrati a Nola
240. ido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 21 del giorno 20 maggio 2011 La congestione del traffico tende a concentrare l inquinamento nell area che va dal Porto all interno verso il nodo autostradale Napoli Roma e relativi svincoli e verso Acerra Pagina 192 di 286 WPS Relazione Generale Task 5 5 Elaborazione di Scenari previsionali simulati per possibili variazioni tecnologiche nelle emissioni regionali ovvero per nuovi insediamenti produttivi o di servizio WP5 5_1 PREMESSA A Sulla base dei Task di WPS5 e WP4 possibile elaborare degli scenari previsionali di emissione simulando a tavolino nuovi scenari in funzione di possibili variazioni tecnologiche nelle emissioni e scenari d inquinamento in differenti condizioni meteo locali Questo si pu ottenere forzando i dati EMEP mediante l uso di coefficienti peggiorativi o migliorativi anche differenziati per tipo di inquinante In altri termini nel sistema di equazioni elaborate attraverso il polo di calcolo parallelo verranno in pratica forzati parametri di inquinamento diversi da quelli attuali per simulare nuovi scenari Ci permetter di studiare i conseguenti andamenti di inquinamento dovuti ad improvvise variazioni dei suddetti parametri ed una mappa dei principali luoghi di possibile impatto ambientale incrementato o mitigato degli inquinanti gassosi e delle polveri sottili B E possibile inoltre prevedere l effetto della instal
241. igurazione da campo aperto per accedere direttamente alla lettura dei dati o chiuso per protezione verso le intemperie Principio di Funzionamento Lo strumento utilizzato per effettuare i campionamenti il DustScan Scout Aerosol Monitor abbreviato i DUSCAN un analizzatore in continuo di polveri di dimensioni ridotte il cui metodo di misura si basa sul principio del light scattering diffusione della luce il flusso di aria campionato con una portata di 2 l min passa attraverso la testa di campionamento dell analizzatore costituita alternativamente da un filtro selezionatore per il PM o o da uno per il PM35 Dopo il passaggio attraverso la testa di campionamento il flusso d aria entra nella camera di rilevamento delle particelle in cui sono installati ortogonalmente l uno all altro una sorgente luminosa laser 670 nm ed il corrispondente sistema di ricezione costituito da un sensore ottico L analizzatore misura la quantit di luce dispersa a 90 a causa delle particelle presenti nella camera di misura e che direttamente proporzionale alla concentrazione delle particelle stesse La sorgente di luce ed il sistema di ricezione sono protetti da eventuali contaminazioni mediante un operazione di pulizia realizzata con aria filtrata modalit PURGE inoltre prevista una procedura automatica modalit ZERO che consente di tracciare la linea di calibrazione del sistema Le modalit PURGE e ZERO vengono effettuate all
242. ile selezionare intervalli diversi di registrazione ogni 2 10 30 secondi o 1 5 10 30 minuti memorizzando fino a 25000 dati Sul display possibile leggere il valore di concentrazione che lo strumento sta misurando in quell istante Durante la campagna di misura la calibrazione manuale dello strumento stata eseguita ogni tre giorni utilizzando la procedura indicata dai fornitori Per la registrazione dei dati stata scelta una risoluzione di 30 sec Pagina 121 di 286 WP4 2_A6_ Installazione e Testing del Laboratorio Mobile La fase di installazione delle apparecchiature DUSTSCAN per la raccolta dati relativi alle polveri PM ed ETL BUS in grado di effettuare in continuo le analisi di inquinanti gassosi come CO NO ecc per l allestimento del laboratorio mobile ha avuto inizio subito dopo lo studio della configurazione soprattutto per quanto riguarda la strumentazione DUSTSCAN DUSTSCAN INSTALLAZIONE Si deciso di definire fin quasi da subito dopo una prima revisione del programma di ricerca la configurazione della strumentazione DUTSCAN predisponendo l installazione all interno del camioncino in modo che non subisse urti durante il trasporto concludendo l operazione di installazione nello stesso mese di Dicembre 2009 TESTING Il testing dell apparecchiatura DUSTSCAN consistito in una serie di rilevazioni di dati che confermassero la corretta taratura dello strumento ed ha avuto a se
243. imulazioni di qualit dell aria in altre localit italiane ed estere con caratteristiche geo meteorologiche simili all area campana Il modello include 69 specie chimiche e oltre 100 reazioni in cui sono coinvolte le principali specie inorganiche tra cui gli NO l O3 il CO e numerose specie organiche rappresentative considerata inoltre l emissione dei composti biogenici modello megan e il corrispettivo chimismo oltre alla chimica del particolato condensazione nucleazione assorbimento coagulazione sia della componente inorganica ISORROPIA sia di quella organica Il software rappresentativo della chimica di tutti 1 composti di interesse atmosferico al pi alto grado di conoscenza scientifica oggi nota Deposizione al suolo Sar utilizzato inoltre un modello di deposizione affinch si tenga conto degli effetti delle perdite di inquinanti per interazione con la superficie del suolo rispetto alle condizioni meteorologiche ed al tipo di suolo In tale modello si terr conto dell effetto dovuto alla cosiddetta deposizione secca ovvero all adsorbimento superficiale degli inquinanti per affinit e della deposizione umida ovvero della deposizione al suolo per effetto dell azione di dilavamento delle piogge Trasporto e diffusione turbolenta Il trasporto da parte delle masse d aria verr modellizzato attraverso la conoscenza dei campi di vento ricavati dal software WRF I fenomeni di diffusione turbolent
244. in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 g m per le due di Acerra Le differenze riscontrate tra i dati misurati dal Laboratorio Mobile e quelli delle Centraline fisse ARPAC a parte la differenza tra i valori misurati di NO e quelli degli NO rientrano nelle oscillazioni complessive riscontrate in tutto il periodo primaverile e dipendono dalla diversa Pagina 248 di 286 collocazione sul territorio cittadino delle stazioni fisse e postazioni del Laboratorio mobile E possibile dimostrare attraverso un DEMO che sar allegato a questa Relazione che si pu comunque concludere che le aree centro occidentali presentano un maggior inquinamento rispetto alla periferia orientale e alle zone collinari della citt Pagina 249 di 286 WP6 3 2 4 Fase caratterizzata da clima estivo da fine giugno ai primi di luglio 2011 Polveri sottili PM Nel periodo dal 4 all 8 luglio gli Scenari prodotti suggeriscono valori di PM compresi tra 30 e 36 g m sull area di Napoli e di 45 65 g m nelle notte 6 7 luglio in corrispondenza di una probabile tempesta di sabbia da Ovest Sud Ovest Il principale riferimento geografico visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto nel primo stadio della catena di simulazione cio il modulo WRF I dati riportati nell analisi degli scenari per quello che riguardano i valori massimi si rife
245. inanti gassosi e particolato ottenute tramite l utilizzo di un laboratorio mobile Task 4 2 La banca dati cos ottenuta Task 4 3 ha permesso di validare il Modello di Qualit dell aria dettagliatamente descritto nel WP3 il cui utilizzo ha reso possibile la simulazione di scenari realistici di inquinamento riportati nel Task 4 4 Pertanto il Task 4 2 stato articolato in due fasi separate una relativa alla rilevazione degli inquinanti gassosi l altra relativa alla rilevazione del particolato In entrambi 1 casi si proceduto secondo due attivit lo studio della configurazione delle due piattaforme costituenti il laboratorio mobile la loro installazione con la taratura e test Lo studio del tipo di piattaforma mobile ha individuato quelle pi adeguate ed utili allo scopo nelle strumentazioni ETL BUS per la misurazione degli inquinanti gassosi e DUSTSCAN per la misurazione delle polveri sottili Pagina 101 di 286 WP4 A1 ALLEGATO Ala WP4 INTRODUZIONE L importanza della possibilit di simulare scenari di inquinamento realistici legata alla sempre crescente centralit del tema dell inquinamento soprattutto in Campania Le discussioni sulle valutazioni delle conseguenze ambientali degli insediamenti di discariche inceneritori e termovalorizzatori sono all ordine del giorno anche se difficilmente supportate da simulazioni a valutazioni tecniche puntuali L importanza del presente progetto infatti dovuta
246. inizione della linea di costa la barra rappresentante i colori relativi alla quantit di inquinante la posizione orizzontale e verticale dei singoli componenti del grafico e altri elementi di visualizzazione Infine sono stati realizzati ad hoc alcuni script utilizzabili successivamente anche attraverso dell interfaccia utente che permettono di automatizzare tutte le procedure di elaborazione e configurazione al fine di facilitare e velocizzare la visualizzazione degli scenari con le caratteristiche scelte Lo script mod3 gs richiama al suo interno i comandi GrADS scelti per ottenere l output grafico desiderato e li esegue in un preciso ordine e con delle specifiche configurazioni dei parametri dei singoli comandi in modo da ottenere il rendering personalizzato Lo script mod3 anch esso realizzato ad hoc richiama lo script precedente mod3 gs filtrando i parametri scelti per la visualizzazione quindi filtra gli inquinanti di interesse la data di inizio simulazione e il numero di giorni desiderati che vengono inseriti come parametri di input Infine altre personalizzazioni grafiche sono state ottenute attraverso un opportuna configurazione dei parametri presenti nello script GrADS cbarn gs Utilizzando gli script di automazione GrADS viene di fatto eseguito in una modalit batch personalizzata e configurata ad hoc secondo le nostre esigenze velocizzando enormemente tutta la configurazione e esegue in un unico blocco i singoli comandi che a
247. interno verso il nodo autostradale Napoli Roma e relativi svincoli Figura 5 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 21 del giorno 12 maggio 2011 La congestione del traffico tende a concentrare l inquinamento sull incrocio tra le autostrade Caserta Salerno e Napoli Canosa Bari ma con estensione verso Acerra Figura 6 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 7 8 del giorno 13 maggio 2011 La congestione del traffico tende a concentrare l inquinamento nell area che va da Piazza Municipio al Porto alla Ferrovia e verso l Aeroporto Figura 7 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 7 del giorno 16 maggio 2011 Il grado di inquinamento relativamente diminuito e tende a concentrarsi sull incrocio tra le autostrade Caserta Salerno e Napoli Canosa Bari ma con estensione verso Acerra Pagina 191 di 286 Figura 8 livelli di concentrazione del Biossido di azoto NO2 in ppbv sulla Regione Campania alle ore 22 del giorno 17 maggio 2011 Il grado di inquinamento nuovamente risalito ma tende sempre a concentrarsi sull incrocio tra le autostrade Caserta Salerno e Napoli Canosa Bari con estensione verso Acerra Un nuovo focolaio si manifesta nell area che va da Piazza Municipio al Porto Figura 9 livelli di concentrazione del Bioss
248. iodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM ny nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose INQUINANTI GASSOSI WP4 4_1 2 gt NO Anche nel caso dell NO bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni ottenute dalle simulazioni sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt forniscono delle rappresentazioni molto pi dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Pagina 140 di 286 6 9 ottobre 2010 i valori simulati variano tra 1 e 20 ppbv corrispondenti a 1 9 38 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 35 45 ppbv corrispondenti a 67 86 ug m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 I valori pi bassi sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo pro
249. ion in inglese in Volume Si preferito trasformare queste Unit di Misura in g m3 sia nelle tabelle che in tutte queste relazioni per consentire un pi immediato riscontro con i dati delle strumentazioni di monitoraggio e con i limiti previsti dalla Normativa di Legge per l inquinamento atmosferico In questa trasformazione si deve tener conto della Temperatura media dei giorni o almeno del periodo In conclusione tra i valori medi orari calcolati per NO nei vari periodi di clima autunnale e invernale e quelli di clima semi primaverile primaverile ed estivo non si sono riscontrate particolari differenze Inoltre le punte orarie relative all area di Napoli citt sono relativamente alte rispetto al resto del territorio regionale E da presumere che queste condizioni siano dettate dalla meteorologia e solo in parte dai modelli di emissione come EMEP Infatti risultano essere localizzate in aree Pagina 260 di 286 della Citt da Mergellina a via Duomo fortemente caratterizzata da incroci stradali in cui si possono verificare persistenti ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione Questi aspetti non possono essere messi in evidenza dai dati dalle Centraline resi pubblici fisse sia perch questi ultimi riportano solo medie giornaliere sia per il malfunzionamento di esse negli ultimi mesi di questa indagine In tutto i periodi valutati non risultano comunque sforamenti degli Standard di Qualit
250. ionale di 995 millibar il che implica una diffusione anche in verticale in strati fino a diverse decine di metri di altezza Inoltre l atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti soprattutto da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come l NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V In particolare le emissioni dalla vegetazione di Composti Organici Volatili COV in inglese VOC potrebbero essere stati sottostimati per la Campania dalle Banche dati di EMEP e questo spiegherebbe le lievi anomalie riscontrate Infine le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare WP4 4_1 5 gt NO Per NO il confronto diretto con i dati misurati delle Centralin
251. ione i primi risultati forniti da questo analizzatore dimostravano che esso necessitava di una revisione per cui i primi dati non vengono riportati in dettaglio e vengono commentati soltanto i dati medi giornalieri del 9 e 10 febbraio 2011 e quelli del giorno 11 che si riferiscono soltanto a un ora Misure di PM In una fase preliminare in varie localit della Provincia di Caserta nei giorni 14 16 dicembre 2009 caratterizzati da clima invernale in una nuova fase in 5 siti tra Bagnoli e Posillipo e 4 siti ai Camaldoli nei giorni 23 e 26 luglio 2010 e in 7 localit della Provincia di Benevento nei giorni 22 24 settembre 2010 caratterizzati da clima estivo e in una ultima fase nei giorni 16 dicembre 2010 in 4 siti di Napoli Est 18 19 e 21 dicembre 2010 misure continuative con postazione fissa in Piazza IV Giornate 27 dicembre 2010 7 gennaio 2011 misure continuative con postazione fissa nelle adiacenze dell Ospedale Monaldi caratterizzati nuovamente da clima invernale Misure di inquinanti gassosi CO NO e 03 Pagina 155 di 286 25 gennaio 10 febbraio 2011 misure continuative con postazione fissa via Consalvo a Fuorigrotta clima invernale I risultati per le polveri sottili PM9 ottenuti con DUST SCANN sono riportati nella Banca Dati WP4 3_ Allegato_A8 e i Grafici corrispondenti nell Allegato _A9 I risultati stessi vengono confrontati con i dati ottenuti negli stessi periodi dalle
252. ione pi elaborata al fine di ottenere una maggior personalizzazione e padronanza del modulo grafico Pagina 212 di 286 Integrazione tra elaborazione e rendering Una volta completata la configurazione del modulo di rendering attraverso gli script e quindi ottenuto il rendering desiderato utilizzando gli strumenti forniti nel pacchetto software per una migliore integrazione tra il pacchetto software che stiamo installando Modulo 3 e quelli precedentemente installati Moduli 1 e 2 stato deciso di ottenere un diverso tipo di rendering ma questa volta integrando tale software grafico all interno di alcuni tool di rendering che sono stati automaticamente installati in precedenza insieme al software presente nel pacchetto Modulo 2 del progetto relativo al Modello di dispersione e reazione degli inquinanti Questi tool sono di fatto anch essi script per il rendering degli output ottenuti con lo stesso pacchetto software di cui fanno parte e sono stati parzialmente riscritti per richiamare le funzionalit e i comandi presenti nel modulo di rendering appena installato ma nascondono all utente operatore la complessit derivante dall utilizzo diretto di quest ultimi Utilizzando e configurando quindi i tool gi presenti nell installazione completa del Modello di dispersione e reazione stato possibile integrare i pacchetti software di elaborazione e rendering ottenendo cos in un unica soluzione software l elaborazione
253. isoluzione verticale variabile in funzione della dinamica del boundary layer risoluzione temporale alla quale sono forniti i dati di concentrazione 1 ora durata tipica di una simulazione 3 giorni fenomeni presi in considerazione trasporto trans frontaliero avvezione diffusione turbolenta emissione deposizione secca ed umida reattivit chimica e fotochimica e principali caratteristiche software e hardware uso di strumenti di compilazione avanzati implementazione su macchine ad architettura parallela a memoria distribuita uso di griglie computazionali Le scale spaziali e temporali Allo scopo di implementare il software importante comprendere le scale spaziali e temporali rispetto alle quali i fenomeni chimici e fisici di interesse avvengono Pagina 39 di 286 Le specie chimiche di principale interesse per l inquinamento delle aree urbane sono gli NO il CO i COV ed una serie di composti secondari come O ozono e particelle sospese PM10 e PM2 5 A tali composti associata una vita media che varia da pochi minuti a diversi giorni Pertanto assumendo che velocit di trasporto vari di 5 m s la scala spaziale da considerare pu variare in un range compreso tra alcune centinaia di metri ad alcune centinaia di chilometri I fenomeni meteorologici che determinano le condizioni atmosferiche favorevoli o sfavorevoli al trasporto ed alla dispersione degli inquinanti sono legati essenzialmente alle condizion
254. isualizzazione dei dati realizzato nell ambito del progetto composto da una serie di function script e dati che nel complesso forniscono un applicazione specialistica sviluppata ad hoc per l elaborazione e la visualizzazione di una serie di dati ottenuti da varie fonti quali banche dati ed inventari di emissione come l EMEP che si occupa del monitoraggio europeo dati meteorologici dati di emissione dati derivanti da simulazioni di inquinamento e di valutazione della qualit dell aria dati derivanti da campagne di misurazione ecc L applicazione prevede inoltre la possibilit di ulteriori espansioni per acquisire dati da nuove fonti come piattaforme mobili ecc Tutti questi dati derivano da diversi database e quindi sono presenti in diversi formati diverse caratteristiche spazio temporali e specifiche Lo strumento si occupa di restituire i dati in un formato omogeneo e compatto Il formato scelto per l archiviazione il NetCDF versione 4 Questa scelta derivata dal fatto che tale formato rappresenta oramai lo standard per la storage di dati geofisici Tale strumento cos come il software per l analisi meteorologica descritto nel modulo A stato sviluppato per un utilizzo nell ambito della catena modellistica WRF CHIMERE in quanto elabora e fornisce tutti i dati necessari al funzionamento del suddetto modello In particolare la restituzione dei dati nel formato NetCDF necessaria in quanto alla b
255. ivi che verranno periodicamente verificati attraverso le checklist di valutazione delle milestones individuate dalla direzione nel programma di ricerca Pagina 9 di 286 Il WP2 sar articolato nei seguenti Task 1 Task 2 1 Il sistema di calcolo I criteri di progettazione seguiti per l implementazione dei precedenti modelli avverr su un architettura parallela compatibile con l utilizzo di tutti i modelli descritti Le caratteristiche hardware di tale sistema di calcolo saranno dettagliate nel rapporto tecnico elaborato nel task 2 1 L intera attivit si svilupper a partire dal 01 12 2009 e verr protratta fino al giorno 31 01 2010 termine ultimo per completare l installazione ed il collaudo del sistema di calcolo parallelo Il WP3 sar articolato nei seguenti Task 1 Task 3 1 Modello meterologico regionale 2 Task 3 2 Modello di emissione 3 Task 3 3 Modello di Qualit dell Aria Dispersione e Reazione I modelli saranno implementati sui sistemi hardware progettati acquisiti ed installati attraverso lo sviluppo del Task 2 1 L intera attivit si svilupper a partire dal 01 01 2010 e verr protratta fino al giorno 31 10 2010 termine entro il quale i derivables previsti Modello meteorologico regionale Modello di emissione Modello di dispersione e reazione dovranno essere funzionanti Il WP4 sar articolato nei seguenti Task Task 4 1 Scenari storici Task 4 2 Laboratorio mobile Task 4 3 Banca
256. l interfaccia utente Dopo aver correttamente installato e verificato tutti i componenti presenti nel Modulo 3 del progetto stata installata l interfaccia utente presente nel pacchetto software anche in questo caso stato fatto riferimento alla documentazione ed ai manuali descrittivi e operativi per una corretta installazione ed utilizzo Dopo aver estratto il software dal pacchetto ed installato il tutto stato testato il suo funzionamento effettuando rendering e visualizzazione grafica di una simulazione di impatto ambientale precedentemente elaborata sono stati selezionati i parametri che l interfaccia consente di modificare attraverso i filtri quindi la data da visualizzare l inquinante di interesse ed altre opzioni di minore importanza stato verificato il corretto funzionamento dell interfaccia ottenendo il rendering grafico in base ai parametri immessi e filtrati L interfaccia si occupa di configurare i parametri all interno degli script realizzati ad hoc che va a richiamare e di eseguirli in modalit batch per ottenere in maniera automatizzata il rendering grafico richiesto Data la natura estremamente user friendly della stessa che comunque destinata ad un utilizzo da parte di un operatore non addetto al settore e comunque meno esigente dal punto di vista della configurazione stato preferito evitare di effettuare altre prove con l interfaccia per concentrare il lavoro su un rendering dalla configuraz
257. l Verifica n Scenari storici significativi Scenari storici Elaborati 3 scenari correttamente elaborati significativi storici di prova con dati correttamente elaborati del 07 2003 gt 2 2 3 4 5 6 n Esito valutazione Data 31 10 2010 Firme Pagina 22 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE WP 4 Validazione modello qualit dell aria Task 4 4 Aggiornamento ed Elaborazione scenari realistici Milestone M6 Verifica scenari inquinamento reale Deliverable Codice D 10 Denominazione Scenari realistici di inquinamento GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata l Verifica scenari realistici di Scenari realistici di 9 inquinamento significativi inquinamento 6 9 10 2010 correttamente elaborati significativi 15 20 12 2010 correttamente elaborati gt 5 25 30 12 2010 2 7 01 2011 26 31 01 2011 31 01 6 02 2011 01 08 03 2011 08 15 03 2011 16 23 03 2011 Aa Esito valutazione Data 31 03 2011 Firme Pagina 23 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE WP 6 Sviluppo sistema informatico di rappresentazione Task 6 1 Installazione modulo SW grafico Milestone M4 Verifica sistema grafico Deliverable Codice D 16 Denominazione Sistema grafico GOAL Id QUESTION Misu
258. l 15 al 20 dicembre 2010 gli scenari prodotti riportano concentrazioni di monossido di carbonio CO che vanno da 0 20 fino a 1 00 ppbv corrispondenti a 0 24 1 18 mg m tutti concentrati sull area di Napoli Citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limitati compresi tra 0 18 e 0 75 ppbv 0 21 0 89 mg m In particolare nella giornata del 19 e in parte del 20 dicembre evidente una forte scia di trascinamento dovuto ad un forte vento da ESE verso ONO Nella serata del 20 dicembre si pu notare una inversione nelle condizioni di ventilazione dovuta alle brezze serali e notturne Confronto con i dati prodotti nello scenario reale originale il raddoppio dei fattori di emissione rispetto ai valori reali riportati da EMEP non ha avuto come conseguenza un aumento proporzionale delle concentrazioni simulate nel presente tentativo Vi stato un incremento che va dal 25 al 66 nel caso di Napoli Citt e dal 5 al 105 sulle aree extraurbane uesti valori e queste differenze sono del tutto comprensibili se si tiene conto che il modulo CHIMERE oltre alla diffusione calcola le varie cinetiche chimiche e fotochimiche del complesso di reazioni che determinano il risultato finale D altra parte molte evidente anche la permanenza qualitativa della struttura delle mappe dal punto di vista della dispersione sul territorio c
259. l 30 giugno al 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo oscillavano tra 42 e 69 ug m j I valori medi misurati tra il 1 e il 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo oscillavano tra 20 e 120 ug m I valori medi misurati il 5 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale oscillavano tra 20 e 140 ug m Infine il 12 luglio 2011 i valori medi misurati su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 38 e 47 g m Per tutto il periodo di giugno e luglio le Centraline di Avellino Benevento e Caserta nonch quelle di Salerno a partire dal 4 giugno erano fuori servizio A partire dal 28 giugno anche tutte le Centraline di Napoli Citt hanno smesso di funzionare tranne quella dello Ospedale Santobono che nella prima decade di luglio registrava valori compresi tra 79 e 114 g m Anche in questo caso sembra evidente che le eventuali differenze tra i dati delle Centraline ancora in funzione a Napoli medie giornaliere e i dati misurati con le strumentazioni del Laboratorio Mobile siano legate alle differenti condizioni di ventilazione in atto nei vari siti urbani di Napoli nonch al fatto che i i dati delle Centraline vengono mediati su tutta la giornata attenuando gli estremi dei picchi orari Per altro per l ozono si aggiunge un fattore spazio temporale in quanto l ozono non viene emesso direttamente dalle sorgenti inquinanti ma si forma per azione dei raggi UV vicin
260. la directory Metgrib creata sopra e lanciare il commando GRIDWRF_ROOTY sbin doMetgrid noautonamelist lt inserire gli input gt Se l esecuzione va a buon fine verr visualizzata a schermo la corretta esecuzione del modulo e all interno della directory saranno presenti i file di output con il nome met_em lt data ed ora gt nc Spostare questi file all interno della directory Real e Posizionarsi nella directory Real creata sopra e lanciare il commando GRIDWRF_ROOT sbin doReal noautonamelist lt inserire gli input gt Se l esecuzione va a buon fine verr visualizzata a schermo la corretta esecuzione del modulo e all interno della directory saranno presenti i file di output con il nome wrfinput_d lt numerodominio gt Spostare questi file all interno della directory Wrf e Posizionarsi nella directory Wrf creata sopra e lanciare il commando GRIDWRF_ROOT sbin doWrf noautonamelist lt inserire gli input gt Gli output ottenuti da questo modulo saranno presenti all interno della stessa directory e avranno nome wrfinput_d lt numerodominio gt _ lt data ed ora gt Pagina 68 di 286 Gli input necessari e opzionali sei singoli moduli sono quelli descritti nel manuale descrittivo del modulo A per ciascuno script bash che viene eseguito Analizzando lo script Forecast possibile avere un esempio degli input richiesti dai singoli moduli Pagina 69 di 286 ADMIN GUIDE 3 Configurazione del WPS La namelist utilizzata nel WP
261. laborazione degli scenari storici di inquinamento e potranno essere confrontati con la raccolta delle serie temporali di concentrazioni misurate dalle centraline ARPAC e raccolte in una Banca Dati Allegato WP4 3_A7_ Questo database stato poi implementato Allegati WP4 3_ A8_ e WP4 3_A9 con misure dirette delle concentrazioni di particolato e inquinanti gassosi ottenute tramite l utilizzo del laboratorio mobile Task 4 2 Sono state realizzate due tipi di campagne una con postazione ETL BUS per misurare gli inquinamenti gassosi ed una postazione DUSTSCAN per misurare le polveri Tali campagne sono state realizzate per entrambe le postazioni attraverso un calendario che prendesse in considerazione il clima estivo autunnale invernale e primaverile all A9 bis Attraverso le rilevazioni e le elaborazioni eseguite con il laboratorio mobile nel TASK 4 3 sono state create dalla CERTITEC e dalla SISTEMA SERVIZI CONSULTING una banca dati D8 per le polveri ed una banca dati D9 per gli inquinanti gassosi complementari da affiancare a quella dei dati rilevati continuamente dalla rete di centraline fisse Tali banche dati sono state analizzate dalla SISTEMA SERVIZI CONSULTING ed elaborate con hardware e software del laboratorio mobile o su postazioni fisse per produrre output tabelle grafici ecc di studio e di analisi da parte dei ricercatori sullo stato di inquinamento al momento Il territorio su cui sono state effettuate le rilevazioni st
262. lanciare il software da qualsiasi path immettendo semplicemente il comando grads root serverhpc grads 2 0 a9 In s opt grads 2 0 a9 bin grads usr local bin Per verificare il corretto funzionamento del software scrivere grads da linea di comando se l operazione stata fatta correttamente si dovrebbe ricevere un output simile al seguente root serverhpc grads 2 0 a9 grads Grid Analysis and Display System GrADS Version 2 0 a9 A questo punto vanno copiati nel proprio sistema gli script di esecuzione del software presenti nella directory modulo3 Tale directory va inserita all interno della root del proprio Server Web In alternativa gli script presenti nella directory possono anche essere inseriti in un percorso specifico ma va poi modificato il path di default presente nell applicazione web Visualizzazione dei Dati AI fine di elaborare la mole di dati scientifici nella maniera pi semplice e comprensibile possibile stata realizzata un applicazione web a cui l utente pu accedere per richiedere secondo le proprie necessit i dati di particolare interesse Per poter disporre dell applicazione web occorre aver installato precedentemente un server web come Tomcat con supporto al PHP Pagina 276 di 286 L utente accede al server web scrivendo l url http localhost modulo3 all interno del proprio browser ed effettua una serie di scelte Fra le opzioni configurabili dall utente vi sono v D
263. lazione di nuovi insediamenti produttivi o di servizio con notevole impatto ambientale Inceneritori Centrali Termoelettriche a carbone a nafta o a metano cos come le occorrenze di incidenti di particolare gravit In particolare il caso che stato studiato come DIMOSTRATORE l insediamento di un nuovo Inceneritore a Napoli Est adiacenze via De Roberto Al riguardo si fatto ricorso previa elaborazione di criteri all ausilio del programma di simulazione meteorologico WindImula per determinare le probabili distanze di ricaduta al suolo di polveri sottili che trascinano inquinanti adsorbiti come metalli pesanti IPA PCB etc e di alcuni inquinanti gassosi E stato cos possibile stimando preventivamente le emissioni individuare le aree principali di dispersione e ricaduta e definire nuovi scenari di inquinamento sul territorio WP5 5_2 Pagina 193 di 286 Il primo tentativo effettuato ha seguito la logica della Premessa A sono stati utilizzati i dati di emissione dalle banche dati EMEP di dicembre 2010 moltiplicandoli per un fattore peggiorativo di 2 molto severo sulla base delle seguenti considerazioni 1 Forzare la sensitivit del metodo limitando le spese di calcolo senza ricorrere a ripetuti tentativi 2 Sono state ipotizzate un forte aumento delle attivit degli impianti di servizio sia nel campo energetico nuove Centrali Termoelettriche sia nel campo della termodistruzione dei rifiuti solidi urbani un se
264. le rilevazione del laboratorio mobile e dai dati delle Centraline ARPAC da affiancare e confrontare con quelle create nel Task 4 3 Anche queste Banche Dati delle rilevazioni del laboratorio mobile sono state create ed elaborate dalla CERTITEC e dalla SISTEMA SERVIZI CONSULTING con Pagina 177 di 286 hardware e software sia del laboratorio mobile e sia di postazioni fisse per consentire un output di studio ed analisi dello stato di inquinamento al momento da parte dei ricercatori Pagina 178 di 286 TASK 5 4 Relazione Generale Task 5 4 Analisi dei nuovi dati integrati e raccolti in una nuova stagione climatica confronto con gli Scenari simulati I data base che riportano le misure dirette delle concentrazioni di particolato PM e di alcuni inquinanti gassosi ottenute tramite l utilizzo del laboratorio mobile Allegati WP5 3_A12 e _A13 e delle Centraline ARPAC Allegati WP5 3_A14 Task 5 3 permettono di confermare il Modello di Qualit dell aria dettagliatamente descritto nel WP3 che stato gi validato nella relazione WP4 4 Task 4 4 e il cui utilizzo ha reso possibile la produzione di scenari realistici di inquinamento nelle nuove condizioni meteorologiche primaverili WPS 4_1 1 Confronto tra i dati rilevati dagli strumenti del Laboratorio Mobile e quelli misurati dalle Centraline ARPAC Misure delle polveri sottili PM10 Nei giorni dal 30 aprile al 13 maggio e dal 16 al 25 maggio le poche Centraline AR
265. li alternativi pianificazione urbana allocazione di nuove aree industriali etc e la previsione dell inquinamento in aree in cui non sono installate stazioni di monitoraggio o in aree urbane particolarmente inquinate In tal modo il modello consentir di integrare e sfruttare pienamente sia in termini di monitoraggio complessivo su tutta l area regionale sia in termini di previsione a breve e medio termine l insieme dei dati rilevati dalla rete di monitoraggio della Regione Campania L obiettivo del progetto quindi quello di fornire il seguente output primario Sistema informatico per la valutazione dell impatto ambientale preventivo sulla qualit p p p q dell aria regionale dovuto a nuovi insediamenti produttivi e di servizio Da questo potranno derivare output secondari di pi semplice gestione utilizzabili dalle Autorit Locali cos come da Imprese e Aziende interessate Pagina 7 di 286 WPI1 RELAZIONE GENERALE L intero progetto sar articolato nei seguenti work packages WP WP1 Progettazione direzione e coordinamento WP2 Sviluppo sistema di calcolo WP3 Implementazione dei modelli WP4 Validazione del modello di qualit dell aria WPS Elaborazione Validazione scenari simulati WP6 Output rappresentazione ed avr durata complessiva di 21 mesi compresi tra il 20 11 2009 ed il 18 08 2011 come riportato nel Diagramma di Gantt definitivo Il WPI articolato n
266. lineare nuovamente che la disposizione delle Centraline ARPAC solo in alcuni quartieri dei Capoluoghi urbani porta a sottovalutare i dati di inquinamento di intere aree della Regione lontane dalle aree urbane E sintomatico inoltre che le Centraline ARPAC disposte nella zona di Acerra non indicano valori particolarmente elevati di inquinamento almeno rispetto ad altre aree industriali o a nodi Pagina 147 di 286 autostradali individuati dagli scenari prodotti dalla catena di simulazione Questa constatazione potrebbe essere giustificata con varie ipotesi 1 una buona dispersione dei prodotti di emissione dovuta all altezza dei camini delle varie linee dell inceneritore e al regime dei venti esistenti sulla pianura corrispondente 2 una ricaduta delle polveri sottili in aree pi vicine all inceneritore di quelle dei siti delle Centraline ARPAC di Acerra combinata invece con una migliore dispersione degli inquinanti gassosi Ci verr indagato pi approfonditamente nei Work Package successivi Pagina 148 di 286 WP4 4_2 Fase caratterizzata da clima semi primaverile marzo 2011 WP4 4_2 1 gt PMyo Sempre tenendo conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto per il PMio per le prime tre settimane di marzo con un clima semi primaverile sembra abbastanza soddisfacente dal punto di vista del programma di simulazione Gli scenari in realt risultano molto
267. lit dell Aria_ come dalle normative di Legge previste per stimare _ il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti WPS5 1_5 Monossido di Azoto NO Gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 2 e 3 5 ppbv 0 25 4 3 ug m per tutte le prime settimane di maggio a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica principale riferimento visivo riportato sulle Mappe come detto il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Tuttavia negli ultimi giorni di maggio e i primi di luglio si calcolavano valori anche di 16 ppbv 19 ug m con una punta estrema notte del 6 luglio di 20 40 ppbv 24 47 ug m uesti valori sembrano per sottostimati in quanto inferiori a quelli dell NO nel corso delle giornate tranne che alle ore di molte mattine quando sono paragonabili In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori nettamente inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazi
268. llaudo stato effettuato eseguendo una serie di test di funzionamento della piattaforma software Tutti i test hanno dato esito positivo a conferma del corretto funzionamento delle diverse componenti applicative Pagina 32 di 286 COLLAUDO DELLA PIATTAFORMA OPERATIVA HARDWARE SUPERATO e Verifica collegamenti e funzionalit dell impianto elettrico all interno della sala macchine e Verifica dell alimentazione ridondata e controllo voltaggio e tensione degli alimentatori all interno dei nodi e Verifica funzionamento dei gruppi di continuit UPS e Verifica funzionalit mother board dei nodi di calcolo e nodo master e Verifica attivit e temperature di picco delle diverse CPU dei singoli nodi e Verifica funzionalit e banda dei bus di comunicazione FSB BSB ecc all interno dei chipset dei nodi e Verifica funzionalit delle schede di rete e Verifica dei cavi di rete Ethernet e iScsi per la connettivit dei nodi e dello storage con il resto del sistema e Verifica integrit dei banchi di memoria RAM del sistema e Verifica integrit delle unit di storage secondaria Raw e Verifica connettivit della storage area network SAN tra storage system e rete del sistema e Verifica larghezza di banda delle connessioni ad alte prestazioni iScsi e Verifica del sistema di dissipazione del calore del sistema e corretto funzionamento delle ventole di raffreddamento Sa A
269. lle polveri sottili in aree pi vicine o molto pi lontane dall inceneritore di quelle dei siti delle Centraline ARPAC di Acerra combinata invece con una migliore dispersione degli inquinanti gassosi Parte Sperimentale Pagina 254 di 286 Misure degli inquinanti gassosi Per gli NO somma dei valori di NO e NO i valori misurati tra 30 giugno e 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo oscillavano tra 200 e 310 ug m Quelli misurati il 1 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo non superavano 100 ug m I valori misurati il 5 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale oscillavano tra 150 e 350 400 ug m I valori misurati il 12 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 245 e 252 ug m Nel mese di luglio una solo Centralina di Napoli Ospedale Santobono registrava valori di NO2 compresi tra 22 e 62 g m con tendenza a crescere verso la met del mese Si noti che la strumentazione del Laboratorio Mobile misura l insieme degli NO NO NO componenti molto meno abbondanti Complessivamente l accordo sembra buono rimarcando di nuovo che le differenze riscontrate tra i due sistemi di rilevazione dipendono dalla diversa collocazione sul territorio cittadino delle stazioni fisse Centraline e postazioni del Laboratorio mobile In rosso gli sforamenti dei limiti di attenzione previsti dalla Normativa di Legge Per quel ch
270. lo che si sviluppa nell arco temporale che va dall 1 12 2009 al 31 01 2010 Il WP3 corrispondente all attivit di Implementazione dei modelli si sviluppa nell arco temporale che va dal 01 01 2010 al 31 10 2010 Il WP3 sar articolato nei seguenti Task Task 3 1 Modello meteo regionale gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 01 2010 al 30 06 2010 Task 3 2 Modello di emissione gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 03 2010 al 31 10 2010 Task 3 3 Modello di dispersione e reazione sviluppato nell arco temporale che va dal 01 04 2010 al 31 10 2010 Il WP4 corrispondente all attivit di Validazione del modello di qualit dell aria si sviluppa nell arco temporale che va dal 01 06 2010 al 30 04 2011 Il WP4 sar articolato nei seguenti Task Pagina 13 di 286 Task 4 1 Scenari storici gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 07 2010 al 31 12 2010 Task 4 2 Laboratorio mobile sviluppato nell arco temporale che va dal 01 12 2010 al 31 12 2010 Task 4 3 Banca dati gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 07 2010 al 30 04 2011 Task4 4 Scenari realistici gt sviluppato nell arco temporale che va dal 01 10 2010 al 30 04 2011 Il WPS corrispondente all attivit di Elaborazione Validazione scenari simulati si sviluppa nell arco temporale che va dal 01 05 2011 al 31 06 2011 Il WPS sar articolato nei seguenti Task Task 5 1 Scenari inquinamento
271. logico regionale GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata i Verifica modello meteorologico su Modelli elaborati 3 elaborazioni WRF di scala regionale correttamente elaborato gt 2 prova i risultati non essendo utili per le fasi successive del progetto non sono stati salvati SAd a a Esito valutazione Data 30 06 2010 Firme Pagina 20 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE WP 4 Validazione modello qualit dell aria Task 4 2 Configurazione Installazione e Testing Laboratorio mobile Milestone M3 Verifica equipaggiamento laboratorio mobile Deliverable Codice D 8 Denominazione Laboratorio mobile GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata l Rispondenza equipaggiamento alle Verifica positiva 100 ETLBUS specifiche 100 100 DUTSCAN collaudo effettuato il 10 12 2009 2 3 4 5 6 DN Esito valutazione Data 31 10 2010 Firme Pagina 21 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE Validazione Modello Qualit dell aria WP 4 Task 4 1 Elaborazione scenari storici di inquinamento Milestone M5 Verifica scenari storici Deliverable Codice D 7 Denominazione Scenari storici di inquinamento GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata
272. ltrimenti andavano richiamati uno per volta in modalit interattiva Le figure successive mostrano solo alcuni degli esempi che si possono ottenere per quanto riguarda la rappresentazione grafica personalizzata ad hoc sulla base degli strumenti messi a disposizione da GrADS Esempio di rappresentazione grafica GrADS Esempio di rappresentazione grafica GrADS relativa alle emissioni di NO2 relativa alle emissioni di PM10 Pagina 271 di 286 Esempio di rappresentazione grafica GrADS Esempio di rappresentazione grafica GrADS relativa alle emissioni di CO2 relativa alle emissioni di 03 Esempio di rappresentazione grafica GrADS Esempio di rappresentazione grafica GrADS relativa alle emissioni di NO relativa alle emissioni di PM10 2 Interfaccia utente per l utilizzo di GrADS Per quanto riguarda il progetto GrADS espone un interfaccia programmabile tramite un linguaggio di programmazione di tipo script che permette lo sviluppo di sofisticate applicazioni per l analisi e la visualizzazione dei dati scientifici Tuttavia per facilitare l utilizzo di GrADS all operatore evitandogli l utilizzo dei comandi a basso livello presenti nel modulo pre esistente stata realizzata ad hoc un interfaccia utente pi intuitiva e di pi facile configurazione che quantifica graficamente in base a gradazioni di colori le sostanze analizzate nella regione di interesse L interfaccia implementata ad hoc con una serie di moduli consente
273. ltro mostrano l esistenza di dati di inquinamento pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sugli Assi viari principali della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate WPS5 1_2 Biossido di Azoto NO Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe sempre il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Gli scenari forniscono delle rappresentazioni molto dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno I risultati prodotti dagli scenari possono essere ancor pi affidabili se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima Dal 30 aprile al 13 maggio si noti che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 8 e 24 ppbv corrispondenti rispettivamente a 15 e 45 ug m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 35 50 ppbv 66
274. m con tendenza a crescere verso la met del mese Per gli NO somma dei valori di NO e NO i valori misurati dallo strumento del Laboratorio Mobile a via Consalvo CERTITEC il 6 8 aprile 2011 oscillavano tra 50 e 250 ug m I valori medi orari misurati dallo strumento del Laboratorio Mobile a Monte s Angelo 2 5 maggio oscillavano tra 3 2 e 27 ug m con un valore estremo di 150 I valori medi orari misurati a via Nicolardi 9 13 maggio oscillavano tra 3 6 e 15 2 ug m e infine Pagina 180 di 286 quelli misurati nei pressi del Monaldi 16 23 maggio oscillavano tra 1 9 e 28 3 ug m Sempre per gli NO i valori medi misurati il 27 30 maggio su di un edificio del Centro Direzionale terrazzo ultimo piano oscillavano tra 30 e 140 ug m I valori misurati tra 30 giugno e 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo oscillavano tra 200 e 310 ug m I valori misurati il 1 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo non superavano 100 ug m I valori misurati il 5 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale oscillavano tra 150 e 350 400 ug m Per gli NO i valori misurati il 12 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 245 e 252 ug m Complessivamente l accordo sembra buono rimarcando di nuovo che le differenze riscontrate tra i due sistemi di rilevazione dipendono dalla diversa collocazione sul territorio cittadino delle s
275. m con una punta estrema notte del 6 luglio di 24 47 g m Questi valori sembrano sottostimati in quanto inferiori a quelli del NO2 In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO2 ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia Monossido di Carbonio CO Pagina 251 di 286 Nel periodo dal 4 all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 20 e 0 40 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 1 01 1 24 mg m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera In tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992
276. mappa composto anche dal nome del file in input dato al sistema una radice specifica che include anche il nome dell inquinante filtrato Oppure modificando altri blocchi di codice stato possibile realizzare direttamente mappe giornaliere per tipo di inquinante attraverso blocchi di codice PHP per esempio realizzando mappe orarie rappresentanti uno stesso inquinante in un giorno specifico dalle ore 00 00 alle ore 09 00 Tutti gli script ad hoc sopra descritti permettono quindi di ottenere un rendering dei risultati a partire dagli stessi tool messi a disposizione dal Modulo 2 In generale per entrambi i sistemi di rendering date le numerosissime personalizzazioni fatte per ottenere una serie di rendering differenti sono stati citati solo alcuni esempi delle tipologie di configurazioni realizzate per completare il lavoro di analisi svolto in parallelo sulla base dei grafici ottenuti Pagina 217 di 286 Analisi del materiale grafico prodotto Di seguito una lista completa dei plot prodotti relativi agli scenari di inquinamento realizzati Dato il gran numero di plot sono stati elencati e raggruppati in base allo scenario di inquinamento a cui si riferiscono il dominio ed infine l inquinante che viene visualizzato La data di inizio e fine scenario nel formato aaaammgg_aaaammgg il dominio scelto per il rendering sempre il terzo per cui DOM3 Infine l inquinante viene indicato il suo simbolo chimico Gli inquinanti
277. me accade per gli inquinanti gassosi II parte Analisi condotta con windImula approccio B In particolare il caso che stato studiato come DIMOSTRATORE l insediamento di un nuovo Inceneritore nell area di Napoli Est adiacenze via De Roberto Al riguardo si fatto ricorso previa elaborazione di criteri all ausilio di un programma di simulazione meteorologico WindImula per determinare le probabili distanze di ricaduta al suolo di polveri sottili PM10 che trascinano inquinanti adsorbiti come metalli pesanti IPA PCB etc oltre che inquinanti gassosi Per le condizioni emissive sono state prese come riferimento quelle dichiarate per l Inceneritore di Acerra Per le condizioni meteorologiche locali reali sono state utilizzate quelle esistenti in rete per il vicino Comune di San Giorgio a Cremano con cadenza di sei ore E stato cos possibile stimando preventivamente le emissioni individuare le direzioni predominanti di propagazione dei pennacchi di emissione la loro evoluzione e determinare su di una base probabilistica la concentrazione del particolato ricaduto al suolo Sono state utilizzate la condizioni meteo secondo la scala di Pasquill per determinare la propagazione a partire da un camino di altezza reale di 110 metri circa 150 metri virtuali a causa della risalita verticale dei fumi caldi prima che il vento a quella quota rendesse orizzontale l asse di propagazione dei pennacchi La distanza di ricaduta
278. mediatamente la situazione italiana al 2010 anche le Mappe sintetiche dell inquinamento nelle griglie 0 5 x 0 5 proiezione di Mercatore e nelle griglie 50 x 50 km Per poter stimare pi in dettaglio la situazione della Regione Campania dai dati di emissione utilizzati da EMEP viene presentata a titolo esemplificativo una limitata Banca Dati Allegato WP4 1_A4 sulle emissioni locali costituita da Tabelle di emissioni mensili a scala regionale Le emissioni annuali totali nazionali sono state estratte dall Inventario Nazionale 1990 2007 curato dal Consorzio ISPRA Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale ex ANPA ed estrapolate fino al 2009 e al 2010 per ciascuno dei principali inquinanti CO NO SOx NH3 PM0 NMCOV etc Sono state quindi preparate delle tabelle di valori mensili per le emissioni per la Regione Campania tenendo conto del peso relativo rispetto alle emissioni nazionali per ciascun anno I dati mensili sono stati quindi estrapolati con una procedura non lineare a tutto il 2009 e 2010 e infine corrette mediante fattori stimati per le differenze mensili e stagionali Sarebbe possibile valutare le emissioni a scala provinciale estrapolando 1 dati i dati 1990 2005 del Pagina 109 di 286 Consorzio ISPRA preparati per la collaborazione con EMEP Si potrebbe quindi estrapolarle con la stessa procedura valutare pi in dettaglio le emissioni 2010 per ciascuna delle SProvince campane Inoltre po
279. mente alcune di queste sostanze possono subire trasformazioni per cui spesso si ricorre alla suddivisione del PM in primario e secondario a seconda appunto di un processo di aggregazione o dell avvenuta trasformazione chimica che dipende dalla presenza di altri gas reattivi ad es ozono Pagina 105 di 286 dalle condizioni atmosferiche dalla radiazione solare e dall umidit relativa A differenza del PMo i cui livelli nell atmosfera sono ormai costantemente monitorati solo di recente la comunit scientifica ha cominciato a porsi il problema dello studio sistematico della frazione fine del particolato che in definitiva rappresenta quella pi insidiosa per la salute dell uomo sia perch la frazione PM3 costituisce circa il 60 in peso del PM 0 sia perch date le sue ridotte dimensioni riesce a superare le barriere naturali dell apparato respiratorio rilasciando in questo modo sostanze molto dannose direttamente negli alveoli polmonari cio in prossimit dell ambiente dove avvengono scambi tra sangue e gas La dimensione delle polveri ha un importanza fondamentale nella valutazione della loro pericolosit per la nostra salute infatti a seconda della granulometria le particelle hanno un diverso grado di penetrazione all interno dell apparato respiratorio La pericolosit del PM s legata oltre che alla sua composizione e alle dimensioni ridotte anche al tempo di permanenza in atmosfera le particelle pi fini posso
280. mento di dati geofisici di interesse scientifico La UNIDATA mette a disposizione anche una serie di tool per la gestione e l analisi di questi dati Pagina 86 di 286 2 Gli inventari di dati di emissione 2 1 L attivit dell EMEP Il programma di cooperazione per il monitoraggio e la valutazione del trasporto a larga scala degli inquinanti atmosferici in Europa EMEP www emep int finalizzato a facilitare la risoluzione dei problemi di inquinamento transfrontaliero attraverso la cooperazione internazionale sul monitoraggio e la modellazione della qualit dell aria la redazione di inventari delle emissioni e la loro proiezione al futuro e la valutazione integrata In generale con il termine emissione si intende qualsiasi sostanza solida liquida o gassosa introdotta nell atmosfera da sorgenti antropiche o naturali che possano causare inquinamento atmosferico In quest ottica nell inventario sono stimate esclusivamente le emissioni primarie inquinanti emessi tal quale e direttamente in atmosfera dalle sorgenti considerate non sono tenuti in conto fenomeni diffusivi trasporto e trasformazione degli inquinanti Non sono pertanto considerate le componenti secondarie che si formano in atmosfera a seguito della trasformazione di alcuni inquinanti primari che in questo caso sono chiamati precursori Occorre poter disporre di una raccolta sistematica dei dati relativi ai principali inquinanti emessi su una base annuale in una det
281. mese dal 16 al 25 maggio l andamento delle concentrazione si mantenuto su valori minimi mentre nei giorni successivi i valori sono pi assimilabili a quelli della prima quindicina con massimi di 0 52 mg m con punte di 0 75 alle 6 del 20 maggio e di 0 58 alle 8 del 21 maggio Dal 25 maggio al 2 giugno in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 9 e 50 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 61 101 mg m Per il CO l unica Centralina ARPAC in funzione a Napoli era quella della Ferrovia che ha registrato valori compresi tra 0 6 e 1 4 mg m quando non erano al di sotto della soglia di sensibilit della strumentazione automatica In tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M 12 11 1992 e 15 4 e 25 11 del 1994 e aggiornamenti pi recenti Ozono 03 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere 11 confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problem
282. mitata di circa 1 5 Km Infine le simulazioni riportate nelle 8 mappe mostrate qui di seguito per la diffusione degli NOx vanno intese come somma degli ossidi di azoto emessi dal camino stesso NO NO NO Considerando gli ossidi di azoto inerti Questa assunzione pu essere giustificata viste le principali reazioni degli ossidi di azoto in atmosfera riportate di seguito NO 03 NO O2 NO hv NO O Entrambi gli ossidi di azoto si trasformano l uno nell altro attraverso le due reazione riportate ci rende verosimilmente plausibile l approssimazione di considerare NO come un unico ossido di azoto inerte Pagina 203 di 286 Profili di deposizione al suolo di NO 30 06 2011 Deposizione cumulata 650000 50000 40000 0 00496 0 00446 0 00396 0 00347 0 00297 0 00248 30000 0 00198 0 00149 0 00099 0 00050 20000 10000 O 10000 20000 30000 40000 50000 60000 RNI 33005INO Ore 6 ore 11 vento SSE Pagina 204 di 286 Deposizione cumulata 50000 50000 40000 0 00437 0 00394 0 00350 0 00306 0 00262 0 00219 0 00175 0 00131 0 00087 0 00044 30000 20000 10000 Q 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 0030 0 0020 0 0010 0 0000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 20900 11160 50640 59580 Ore 12 00 17 00 vento SSO Pagina 205 di 286 50000 50000 40000
283. mo NetCDF network Common Data Form si intende un formato di dati comunemente adottato nell ambito delle scienze della terra e basato su un efficiente immagazzinamento dei dati in array cio in vettori Questo formato di file per l immagazzinamento di dati scientifici stato e continua ad essere sviluppato dalla UNIDATA che mantiene e sviluppa anche diversi software necessari per la creazione e l azione sui dati in formato NetCDF Ulteriori informazioni sono presenti presso il sito http www unidata ucar edu software netcdf I principali vantaggi del formato NetCDF sono i seguenti e Autodescrittivo un file NetCDF include informazioni circa i dati che contiene e Portabile un file NetCDF pu essere interpretato su macchine a prescindere dal modo in cui queste trattano gli interi i caratteri e i numeri a virgola mobile e Scalabile si pu facilmente accedere ad un piccolo subset presente un file NetCDF anche se quest ultimo di grosse dimensioni e Appendable nuovi dati possono essere aggiunti ad un file NetCDF preesistente senza dover ricreare il file di nuovo e Condivisibile un utente pu scrivere sul file mentre pi utenti leggono lo stesso file NetCDF e Archiviabile essendo un formato largamente condiviso ed in forte espansione il mantenimento dei software sviluppati per la manipolazione di NetCDF permetter di poter utilizzare file NetCDF creati con versioni precedenti del software Nel corso del
284. modello Pagina 67 di 286 export GRIDWRF_ROOT home utente opt wrf 3 1 1 grid 0 0 1 FORECAST_ROOT home utente wrf Creare una directory generale che conterr tutti I dati della simulazione Come nome utilizzare ad esempio la data della simulazione aaaammdd All interno della directory generale appena create creare una directory per ogni singolo modulo previsto dal Wrf Geogrid Ungrib Metgrid Real Wrf A questo punto vengono lanciati gli script realizzati utilizzando le configurazioni realizzate ad hoc all interno degli script namelist wps e namelist input e source GRIDWRF_ROOT sbin doSetup e Posizionarsi nella directory Geogrid creata sopra e lanciare il commando GRIDWRF_ROOT sbin doGeogrid noautonamelist lt inserire gli input gt Se l esecuzione va a buon fine verr visualizzata a schermo la corretta esecuzione del modulo e all interno della directory saranno presenti i file di output con il nome geo_em d lt numerodominio gt nc Spostare questi file all interno della directory Metgrid e Posizionarsi nella directory Ungrib creata sopra e lanciare il commando GRIDWRF_ROOTY sbin doUngrib noautonamelist lt inserire gli input gt Se l esecuzione va a buon fine verr visualizzata a schermo la corretta esecuzione del modulo e all interno della directory saranno presenti i file di output con il nome FILE lt data ed ora gt Spostare questi file all interno della directory Mergrid e Posizionarsi nel
285. n le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline urbane fisse Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di inquinamento spesso pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sugli Assi viari principali della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate Gli scenari infine tengono ben conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi o poco ventosi mentre tendono ad abbassarsi nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Pagina 237 di 286 FASE SPERIMENTALE PRELMINARE Primo confronto tra le determinazioni delle concentrazioni di polveri sottili PM misurate con il DUST SCANN Laboratorio mobile e i dati delle Centraline ARPAC Da dicembre 2009 a settembre 2010 precedente la messa a punto del Procedimento di calcolo parallelo per l elaborazione degli Scenari Introduzione Sono state condotte delle campagne di misura con il Laboratorio mobile attrezzato con il misuratore di polveri sottili DUST SCANN Per questa strumentazione le misure condotte a dicembre 2009 sono servite per una ricalibrazione dello stesso per confronto con s
286. na di Salerno fino al 3 giugno tra 9 e 39 ug m per due delle centraline di Acerra Qualche misura isolata in questi stessi intervalli venivano registrata da una centralina di Caserta e da una di Benevento Nel mese di luglio una solo Centralina di Napoli Ospedale Santobono registrava valori di NO compresi tra 22 e 62 ug m con tendenza a crescere verso la met del mese Per il CO l unica centralina in funzione era quella di Napoli Ferrovia che ha registrato valori compresi tra 0 6 e 1 4 mg m quando non erano al di sotto della soglia di sensibilit della Pagina 176 di 286 strumentazione automatica A partire dal 18 giugno anche questa Centralina ha smesso di funzionare Per l ozono le medie giornaliere registrate nei primi giorni di aprile oscillavano tra 48 e 90 ug m con delle punte di 100 105 a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio e giugno le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 24 e 96 ug m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anche 4 valori tra 43 e 95 ug m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 35 e 106 g m in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 ug m per le due di Acerra A partire dal 28 giugno tutte le Centraline di Napoli Citt hanno smesso di funzionare tranne quella dell Ospedale Santobono che nella prima decade di luglio registrava valori compresi tra 79 e 114 ug m Nota bene per tutto il period
287. negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia Monossido di carbonio CO Dal 30 aprile al 13 maggio si noti che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che Pagina 242 di 286 talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 18 e 0 52 mg m con valori pi elevati nelle primissime ore del mattino ma anche tra le 18 e le 20 Il massimo all alba da imputare a calma nei venti e ai motori freddi e al parco macchine obsoleto nei limiti in cui la catena WRF EMEP CHIMERE riesce a valutare questi dettagli Una punta massima di 0 81 mg m stata calcolata alle 7 di mattina del 4 maggio questa dovrebbe essere legato a condizioni di accumulo nella pausa tra le diverse direzioni delle brezze notturne e mattutina I massimi serali sono invece da imputare a condizioni di ingorgo di traffico nelle strade urbane stop and go al rientro serale e di nuovo a condizioni di calma di vento Nella seconda settimana i valori hanno oscillato ancora tra 0 18 e 0 52 mg m con valore estremo di 0 75 mg m alle 6 del giorno 7 maggio e alle 5 del 13 maggio Si noti che tutti i massimi si registrano in corrispondenza dell area urbana di Napoli Nei primi giorni della seconda parte del
288. no al modello che della rappresentazione grafica dell output interfaccia ANALISI GRAFICA Pagina 202 di 286 Simulazioni Di seguito sono riportate alcune delle simulazioni eseguite tutte le simulazione vanno intese avere un valore realistico piuttosto che reale in quante fatte sulla base di valori reali relativi all emissione di un camino di un inceneritore nel caso specifico stato scelto l inceneritore posto nella zona industriale di Acerra e prendendo condizioni meteorologiche reali la cui fonte principale stata www ilmeteo it che oltre a fornire i valori di velocit e direzione preferenziale media del vento ha permesso la determinazione delle classi di stabilit atmosferica usate per ogni singola simulazione Il grigliato di calcolo stato infine scelto simulante la zona di Napoli Est per valutare gli effetti di ricaduta di inquinanti nel caso un inceneritore fosse posizionato nella zona indicata La figura separata connotata come deposizione PM rappresenta una visualizzazione puramente qualitativa dell accumulo di polveri al suolo nelle zone circostanti il centro del grigliato di calcolo Le linee evidenziate nelle varie tonalit di blu rappresentano il prolungamento del pennacchio relativo alle condizioni climatologiche scelte e coprono un area di circa 15 Km mentre l evidenziato in rosa rappresenta la zona di massima deposizione delle polveri stesse concentrata in una zona molto pi li
289. no rimanere sospese per molti giorni e venire trasportate per centinaia o migliaia di chilometri anche dai pi modesti movimenti dell aria Il principale processo di rimozione delle particelle fini legato alle precipitazioni tuttavia se da una parte le piogge sottraggono polveri all aria dall altra la presenza di ioni solfati e nitrati nelle particelle disciolte provoca l acidificazione della pioggia con conseguenze negative dal punto di vista ecologico e della conservazione dei beni monumentali e del patrimonio costruito La mancanza di dati relativi al PM 5 imputabile oltre che ai tardivi studi in merito anche e soprattutto ai problemi pratici che si riscontrano nella sua misurazione studi comparativi incrociati condotti in vari paesi dell UE hanno messo in evidenza notevoli differenze tra i risultati dei campionatori manuali di PM2 5 con scarti di 30 I motivi di queste differenze sono complessi e possono cos riassumersi gt difetti del filtro ad es perdite per evaporazione durante il campionamento gt difetti del dispositivo di separazione granulometrica gt difetti dovuti alla configurazione del sistema di campionamento ad es deposito di particelle nel tubo di campionamento specie in caso di tubi lunghi o ricurvi Pagina 106 di 286 vapori a bassa volatilit composti di alta massa molecolare PM2 5 nucleazione eterogenea PM10 polveri vulcaniche nucleazione omogenea ad alt sabbia
290. novembre il Dipartimento di Chimica dell Universit di Napoli FEDERICO II attraverso dichiarazione ufficiale ha formalizzato la presa di servizio dei borsisti Dott ssa Ida Duro Dott Luigi Varriale entrambi risultati vincitori delle due borse di studio intitolate Elaborazione di modelli di emissione di inquinanti volatili e polveri sottili in ambito regionale basati su dati e statistiche disponibili e su misure effettuate con l ausilio di un laboratorio mobile o di attrezzature automatiche e campionatori trasportabili Messa a punto di procedure per la validazione dei modelli di emissione e dispersione e del Dott Daniele Mastrangelo risultato vincitore della borsa di studio intitolata Elaborazione dei modelli meteo realistici e dei modelli di dispersione e trasformazione chimica e fotochimica di inquinanti per la preparazione l mediante elaborazione digitale di banche dati e rappresentazioni cartografiche per la previsioni di qualit dell aria a seguito di nuovi insediamenti e variazioni nella normativa per il consumo carburanti Si ritenuto opportuno che le nuove risorse impegnate sebbene caratterizzate da alti livelli di formazione ed elevate competenze tecniche nei settori di riferimento necessitassero di un breve periodo di approfondimento on the job data la complessit e soprattutto la trasversalit delle conoscenze da disporre per il raggiungimento degli obiettivi prefissati Pagina 3 di 286
291. nte che la Centralina ARPAC pi vicina quella della Scuola Silio Italico non funzionante da diverso tempo Per il gli ossidi misti di azoto NO i dati medi giornalieri riscontrati erano di 151 per il 9 e 11 febbraio e di 102 g m per il 10 febbraio contro valori registrati dalle Centraline ARPAC per il solo NO mai superiori a 95 g m Si noti per che gli NO risultano dalla somma di NO NO e quindi si spiegano le differenze Per altro i valori medi orari presentavano dei picchi che per non sforavano la normativa sugli Standard della Qualit dell Aria Infine per l ozono 03 i dati misurati da ETL BUS risultavano di 57 e 114 g m rispettivamente per il 9 e 10 febbraio e di 71 per il giorno 11 contro valori registrati dalle Centraline ARPAC mai superiori a 39 g m Come detto per la Centralina ARPAC pi vicina a via Consalvo quella della scuola Silio Italico a Fuorigrotta da tempo non funzionante Pagina 231 di 286 quindi i dati di confronto si riferiscono a quartieri abbastanza distanti dalla stessa via Consalvo Comunque la postazione fissa dell ETL BUS in questo caso situata in una zona ad alto traffico e ci spiega i valori pi alti registrati per NO e O rispetto a quelli misurati in altre zone della Citt Invece 1 dati relativamente bassi del CO vengono spiegati con la volatilit e densit ridotta di questo gas che lo allontana rapidamente dalla postazione dell ETL BUS mentre il valor medi di
292. nti scenari di emissione Allo scopo di simulare efficacemente i fenomeni di inquinamento atmosferico della regione Campania necessario conoscere nel modo pi dettagliato possibile le immissioni in atmosfera dei diversi inquinanti primari Il software costituito da un inventario basato sui dati EMEP e da uno studio del CTN ACE Centro Tematico Nazionale Atmosfera Clima Emissioni da cui possibile estrarre i valori di emissione dei principali inquinanti atmosferici nel caso in esame del CO degli NOx SOx dei COV e del particolato alla risoluzione spaziale e temporale necessaria per il modello di qualit dell aria L inventario delle emissioni per la regione Campania riguarda principalmente i seguenti settori trasporti stradali ed extrastradali processi industriali combustione industriale combustione civile Se i ee a o emissioni biogeniche Queste sorgenti costituiscono la maggior parte delle emissioni della regione Campania La metodologia seguita quella indicata nel progetto CorinAir Si scelto di sviluppare un inventario delle emissioni per l anno 2007 Sono stati inoltre estrapolati i dati di emissione 1990 2007 riportati dal Consorzio ISPRA fino al 2009 e 2010 ottenendo delle stime mensili delle emissioni per la Regione Pagina 37 di 286 Campania Sar quindi possibile proiettare i dati di emissione allo scopo di simulare scenari ipotetici corrispondenti alle diverse scelte di risanamento
293. ntropogenica che biogenica e laricaduta di inquinanti chimici attraverso la deposizione al suolo secca o umida e le variazioni spaziali e temporali dei campi di vento e ladinamica del boundary layer includente la stabilit e l altezza di mescolamento e le variazioni diurne della temperatura e della radiazione solare e lereazioni chimiche coinvolgenti i COV gli NO e altre importanti specie chimiche Nel formulare i piani di risanamento un modello di qualit dell aria deve essere in grado di definire con sufficiente approssimazione l impatto che diverse sorgenti emissive hanno sul territorio oggetto di indagine In tal modo possibile individuare gli interventi da porre in essere affinch vi sia una riduzione dei livelli di inquinamento La normativa prevede esplicitamente il ricorso a e nuove tecnologie di combustione e o produzioni meno inquinanti di quelle impiegate e uso di combustibili o di materie prime meno inquinanti e ricorso a sistemi di abbattimento aggiuntivi sulle emissioni etc In casi estremi sar esaminato il ricorso alla ricollocazione di alcuni impianti dal D M del 31 maggio 1991 cosa che gi avvenuta per la raffineria petrolifera di Napoli Est 1 in fisica dell atmosfera per boundary layer si intende lo strato di atmosfera a pi stretto contatto con la superficie terrestre e che da questa influenzata attraverso gli scambi di energia di quantit di moto e materia il su
294. o CHIMERE In particolare all interno di questo script la function principale ctn2chimere f90 presente nella cartella src che legge i dati di emissioni annuali CTN sulla griglia originale UTM32 e li rimappa sulla griglia del modello CHIMERE Le coordinate del dominio implementato nel modello CHIMERE sono state ricavate in precedenza sempre all interno dello script emis surf sh mediante un altro script shell makeCOORDdomains sh che opera direttamente nelle cartelle contenente i file di configurazione dello CHIMERE Per funzionare ctn2chimere f90 richiama due altre function utm_tools f90 e interp_tools f90 anch esse presenti nella cartella src Ciascuna di queste function scritte in Fortran 90 richiede la compilazione questa effettuata lanciando il makefile che come scritto in precedenza presente nella cartella principale e viene eseguito all interno dello script principale emis surf sh Il risultato finale dello script la creazione di file NetCDF contenenti di dati di emissione su un dominio descritto in emis surf sh e coincidente con quello settato nel modello CHIMERE file NetCDF sono pronti per essere usati come input dal modello CHIMERE Pagina 99 di 286 Configurazione delle variabili d ambiente La scelta di permettere l esecuzione del software attraverso l utilizzo di uno script di automazione serve non solo a semplificare la procedura ma anche a evitare all utente di dover comprendere e effettuare tutta la
295. o della rete e stato di carico sia delle CPU che delle memorie e si constatato come tutti i componenti funzionino correttamente Da questo sistema di testing stato quindi possibile effettuare il benchmark delle prestazioni in modalit manuale ovvero stata fatta partire la simulazione e sono stati calcolati 1 tempi di esecuzione della stessa Le performance ottenute hanno permesso di individuare i requisiti minimi richiesti anche se il tutto fortemente legato al tipo ed al setup scelto in fase di simulazione La fase di testing stata sviluppata utilizzando configurazioni con 3 domini di elaborazione ed opzioni di setting di tipo standard Tali domini sono stati accuratamente definiti ed hanno le seguenti risoluzioni e Il primo ha risoluzione 9x9 Km ed centrato su tutta l Italia Tale dominio rappresenta quello relativo al calcolo delle condizioni al contorno della simulazione e Il secondo ha risoluzione 3x3 Km centrato sulla regione Campania Tale dominio utilizza le condizioni al contorno ottenute dall elaborazione precedente permettendo cos di elaborare nuove condizioni al contorno utilizzabili dal dominio a risoluzione maggiore e Il terzo con risoluzione 1x1 Km centrato su Napoli e rappresenta il dominio di elaborazione della simulazione e secondo ed il terzo dominio inoltre possono essere rielaborati per altre aree della Campania di particolare interesse per lo sviluppo regionale Per una
296. o di giugno e luglio le Centraline di Avellino Benevento e Caserta nonch quelle di Salerno a partire dal 4 giugno erano fuori servizio Anche in questo caso sembra evidente che le eventuali differenze tra i dati delle Centraline ancora in funzione a Napoli medie giornaliere e i dati misurati con le strumentazioni del Laboratorio Mobile siano legate alle differenti condizioni di ventilazione in atto nei vari siti urbani di Napoli nonch al fatto che i i dati delle Centraline vengono mediati su tutta la giornata attenuando gli estremi dei picchi orari Lo stato di funzionamento delle Centraline ARPAC durante il periodo da aprile a luglio 2011 andato progressivamente decadendo fino al blocco di quasi tutte nei mesi da maggio a luglio e ci a causa della mancanza di manutenzione per le note vicende amministrativo giudiziarie La questione stata anche sollevata su qualche settimanale nazionale A prescindere dai problemi legati alla crisi finanziaria e al taglio dei finanziamenti non si pu qui non segnalare che la Regione Campania e i Comuni interessati non hanno pi a disposizione gli strumenti tecnici per produrre e giustificare scientificamente qualsiaisi intervento politico e amministrativo che abbia la Qualit dell Aria come riferimento di gestione e di garanzia sanitaria D13 Banche Dati da rilevazione mobile e da dati ARPAC Attraverso il Task 5 3 stato possibile creare nuove Banca Dati dal
297. o gi completi di una personalizzazione dei parametri di interesse secondo le nostre specifiche per cui non c stato bisogno di effettuare ulteriore lavoro di configurazione bastato selezionare all interno degli script i codici degli inquinanti desiderati e quindi eseguire gli script nel giusto ordine inserendo in input la data di inizio simulazione che deve ovviamente essere presente tra le simulazioni effettuate e il numero di giorni da visualizzare In questo modo stato possibile ottenere velocemente e facilmente una visualizzazione grafica personalizzata e automatizzata dello scenario voluto Tuttavia allo scopo di facilitare le operazioni necessarie ad ottenere un rendering completo sono stati realizzati degli script ad hoc che si occupano di automatizzare tutti gli step Inoltre stato realizzato ad hoc un ulteriore script che permette di ottenere in maniera del tutto automatizzata l archiviazione dei file immagine prodotti all interno di un Sistema Cartografico ben organizzato e strutturato in base ai parametri degli scenari renderizzati Per quanto riguarda l automazione e la creazione automatica del Sistema Cartografico gli script realizzati ad hoc sono di seguito descritti Lo script chm2grads permette di convertire i file degli scenari di inquinamento in formato NetCDF ottenuto mediante il Modello di Reazione e Dispersione degli inquinanti Tali file vengono convertiti in un formato che sempre NetCDF ma basat
298. o particolarmente pericolosi La quantit di monossido di carbonio che viene emesso dai processi di combustione che avvengono negli autoveicoli circa 10 volte maggiore di quella Pagina 102 di 286 degli altri Inquinanti A seconda del regime di marcia la concentrazione usuale che si riscontra nei gas di scarico delle automobili varia fra il 3 5 e il 10 Le concentrazioni pi elevate nei gas di scarico si riscontrano quando il motore funziona al minimo a regimi pi elevati la produzione di CO nettamente inferiore Per questo motivo le zone urbane dove il traffico procede a rilento e dove le fermate ai semafori sono frequenti la concentrazione di CO pu raggiungere punte particolarmente elevate In atmosfera la concentrazione di fondo del monossido di carbonio di 0 1 0 2 ppm nell emisfero nord e di 0 04 0 06 nell emisfero sud a dimostrazione dell importanza del consumo di combustibili come fonte dell inquinamento Altri importanti fonti di monossido di carbonio sono le centrali termoelettriche e gli impianti termici per il riscaldamento sia civile che industriale Le quantit emesse sono comunque relativamente minori dato che nel corso della combustione in questi impianti vengono raggiunte temperature di fiamma pi alte e si opera in eccesso di aria per migliorare le rese Gli OSSIDI D AZOTO pur essendo presenti in atmosfera diverse specie di ossidi d azoto per quanto riguarda l inquinamento dell aria si fa qu
299. o spessore viene considerato di 1 5 2 km dalla superficie Per conseguire tali fini devono essere acquisiti una quantit significativamente ampia di dati relativi alle condizioni meteorologiche emissioni delle principali sorgenti inquinanti traffico stradale ed extrastradale industrie combustione industriale e civile natura etc nonch i dati registrati dalla rete di monitoraggio per il giorno o i giorni in esame Pagina 6 di 286 Il sistema informatico che gestir il modello atmosferico sar in grado di chiarire a partire da tali dati di input il legame che esiste fra la concentrazione di un determinato inquinante in atmosfera e l emissione di una particolare sorgente Inoltre se utilizzato con dati di emissione proiettati allo scopo di simulare scenari alternativi fornir utili indicazioni sull efficacia delle differenti scelte politiche di risanamento del territorio In questo modo si potr rispondere in termini quantitativi a domande del tipo cosa accadrebbe se ad esempio cosa accadrebbe riducendo l emissione di un determinato inquinante da una particolare sorgente Il sistema informatico che verr realizzato pertanto potr essere efficacemente utilizzato per e accertamento delle responsabilit degli attuali livelli di inquinamento e la pianificazione delle strategie di riduzione o rilocazione delle sorgenti di emissione blocco parziale o totale del traffico uso di combustibi
300. o su un diverso template compatibile con il software di Rendering utilizzato per la produzione delle immagini Questo script viene eseguito a priori per ogni scenario prodotto dal modello precedente per poter consentire il rendering Lo script mod3gradsl gs realizzato ad hoc permette a partire dai file degli scenari di inquinamento precedentemente convertiti con lo script chmtograds di effettuare il vero e proprio rendering utilizzando le funzioni messe a disposizione dal pacchetto software di base Lo script stato configurato per produrre dei file immagine con una nomenclatura ben precisa che mette in evidenza le informazioni principali del rendering effettuato a cui il file immagine si riferisce In questo modo stato possibile fare in modo che ogni immagine prodotta avr un nome univoco Ogni file immagine che viene prodotto seguir la seguente nomenclatura OUT DataIniziale_DataFinale_Dominio_Inquinante_DGiornoRipettoDataInizialeHOraDel GiornoCorrente La data iniziale e finale dello scenario a cui l immagine si riferisce nel formato AAAAMMGG il dominio visualizzato 01 02 o 03 l inquinante visualizzato tipicamente abbreviato con il valore Pagina 214 di 286 chimico il giorno rispetto alla data iniziale primo giorno secondo ecc infine l ora del giono visualizzato da 00 a 23 Un esempio di file immagine ottenuto il seguente out 20101006_20101009_D0M3_CO_D01H01 Successivamente al rendering
301. odello vedere sezione 3 1 Lo script crea anche il machinefile necessario ad indicare al programma che fa girare in parallelo il modello quali e quanti processori usare Infine lo script lancia l eseguibile in parallelo e in seguito sposta il file di log creato dal WRF e i file NetCDF di output all interno della directory creata dal doSetup Durante l esecuzione del wrf exe possono essere controllati i file Standard out e Standard error nominati in automatico come di seguito wrf out o rsl error In particolare nel caso di run su cluster di calcolatori sar generata una coppia out e error per ciascun processore impiegato nel calcolo rsl out 0000 rsl error 0000 rsl out 0001 rsl error 0001 rsl out 0002 rsl error 0002 rsl out 0003 rsl error 0003 ecc Per ciascun job nel caso di elaborazione completata con successo si trover la seguente scritta nei file rsl wrf SUCCESS COMPLETE WRF I file di history saranno generati file con la seguente dicitura wrfout_d01_ lt date gt Quelli di restart se richiesti wrfrst_d01_ lt date gt I file di output vero e proprio quelli cio contenenti i dati della simulazione saranno generati con la seguente dicitura wrfout_d01_2007 07 13_00 00 00 wrfout_d02_2007 07 13_00 00 00 Pagina 83 di 286 Documentazione Sintetica Modulo Software 2 Pagina 84 di 286 Manuale Descrittivo Modulo 2 Visualizzazione dei Dati Generalit Il software di v
302. oduli disponibili assieme ad Ideal necessario ad inizializzare il modello in caso di run idealizzati e Real _nmm da utilizzare nel caso in cui come core del modello sia stato implementato 1 NMM invece WRF Modulo che elabora la simulazione del modello meteorologico Pagina 57 di 286 3 Ingegnerizzazione del WRF 3 1 Script di automazione Nell ambito del progetto il codice necessario all esecuzione di una simulazione WRF stato ingegnerizzato Si provveduto cio a creare degli script in linguaggio BASH che permettono di ridurre al minimo l intervento di un operatore e quindi di automatizzare al meglio l esecuzione di una simulazione In linea generale l ingegnerizzazione consiste Nel creare funzioni che settano l ambiente idoneo al software in questione il WRF Nel definire diverse variabili che settate un unica volta vengono poi passate durante il run laddove sono necessarie Nell armonizzare l esecuzione di una simulazione mediante script che eseguono in automatico e secondo il work flow del WRF i vari moduli del modello per arrivare quindi all esecuzione di un intero run WRF pi il post processing grafico dei suoi output Sono cos stati creati i seguenti script doSetup doGeogrid doUngrib doMetgrid doReal doWrf doWrf2Grads RON 7 OL Questi script sono tutti contenuti nella cartella GRIDWRF_ROOT sbin Lo script doSetup contiene una serie di function che estendono le funzionalit del WRF e
303. oghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione Anche per i dati concernenti PNO si potuto notare che il sistema meteo climatico WRF alla base della catena di calcolo ha prodotto risultati finali per il giorno 21 marzo dettati da un forte vento da Est come si riscontrato anche per gli scenari relativi alle polveri sottili I valori riportati dalle Centraline ARPAC variavano nelle settimane di marzo tra 15 e 45 g m e tra 10 e 50 g m nella prima settimana di aprile I dati riportati nell analisi degli scenari che seguono per quello che riguardano i valori massimi si riferiscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi e che riguardano prevalentemente 3 siti il nodo delle autostrade la direttrice Auto Sole Teano Sessa Aurunca Pagina 234 di 286 Minturno e il Distretto Industriale a Est di Avellino NO Per PNO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO Gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 25 e 11 g m ma con valori estremi di 20 e persino 62 g m in alcune ore delle mattine e di alcune sere Questi valori sembrano per sottostimati in quanto inferiori a quelli del
304. oltre che il CO un gas relativamente pi leggero dell aria alle stesse temperature per cui tende a sollevarsi dal suolo rispetto all altezza a cui operano le pompe di aspirazione delle Centraline e del Laboratorio Mobile Questi risultati quindi indicano che effettivamente le concentrazioni del CO sono pi alte dell atteso sul complesso del territorio Ozono 03 Nel periodo autunnale e invernale da ottobre 2010 a febbraio 2011 e nel periodo semiprimaverile marzo 2011 i valori medi orari massimi valutati variavano tra 30 e 70 g m con punte massime di 112 e minime di 20 g m a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Invece i valori calcolati dagli Scenari in tutto il periodo primaverile ed estivo presentavano in pi dei massimi di 119 140 g m Come si discusso nelle relazioni precedenti questi valori sembrano parzialmente sottostimati rispetto a quelli misurati in alcuni giorni sia dalle Centraline ARPAC che dal Laboratorio Mobile Una prima considerazione si riconnette al fatto che atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e 03 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti soprattutto da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanz
305. omero via Argine mediamente pi alte Dal 22 al 24 settembre 2010 le determinazioni delle polveri sottili PM o in varie localit della Regione Montesarchio Benevento Citt Cancello Scalo Acerra scuole variano tra 8 e 16 ug m nelle prime due localit e tra 22 e 25 ug m nelle seconde due che risentono della presenza dell inceneritore Nello steso periodo le centraline ARPAC di Benevento Citt segnalavano valori Pagina 156 di 286 molto pi alti di 31 43 ug m mentre quelle di Acerra Citt davano 25 31 ug m e quelle della pP ug q Zona Industriale 40 ug m Fase caratterizzata da clima invernale In dettaglio riferendosi ai giorni riportati nella introduzione si pu effettuare la seguente analisi dal 14 al 16 dicembre 2009 il 14 dicembre 2009 a Santa Maria Capua Vetere la determinazione delle polveri sottili PM10 fornivano un valore di 26 ug m il 15 dicembre 2009 in varie localit della Provincia di Caserta le concentrazioni misurate variavano dai 7 8 ug m di Capua e Lusciano ai 24 26 di Aversa e ai 29 ug m di Villa Literno il 16 dicembre infine le concentrazioni misurate variavano dai 19 ug m di Maddaloni ai 28 ug m di Caserta Citt ai 32 g m di Santa Maria a Vico e ai 37 38 ug m di San Felice a Cancello e di Cervino localit queste ultime pi vicine all inceneritore di Acerra Nello stesso periodo le centraline ARPAC di Caserta segnalavano valori medi giornalieri di 19 22 ug m tranne una sola cen
306. oncentrazioni compresi tra 0 16 e 0 45 ppbv corrispondenti a 0 18 0 52 mg m con valori pi elevati nelle primissime ore del mattino ma anche tra le 18 e le 20 si noti il cambio di unit di misura per il CO rispetto a tutti gli altri inquinanti gassosi Il massimo all alba da imputare a calma nei venti e ai motori freddi e al parco macchine obsoleto nei limiti in cui la catena WRF EMEP CHIMERE riesce a valutare questi dettagli Una punta massima di 0 70 ppbv 0 81 mg m stata calcolata alle 7 di mattina del 4 maggio questa dovrebbe essere legato a condizioni di accumulo nella pausa tra le diverse direzioni delle brezze notturne e mattutina I massimi serali sono invece da imputare a condizioni di ingorgo di traffico nelle strade urbane stop and go al rientro serale e di nuovo a condizioni di calma di vento Nella seconda settimana i valori hanno oscillato ancora tra 0 16 e 0 45 ppbv 0 18 0 52 mg m con punte di 0 65 ppbv 0 75 mg m alle 6 del giorno 7 maggio e alle 5 del 13 maggio Si noti che tutti i massimi si registrano in corrispondenza dell area urbana di Napoli Nei primi giorni della seconda parte del mese dal 16 al 25 maggio l andamento delle concentrazione si mantenuto su valori minimi mentre nei giorni successivi i valori sono pi assimilabili a quelli della prima quindicina con massimi di 0 45 ppbv 0 52 mg m con punte di 0 65 ppbv 0 75 mg m alle 6 del 20 maggio e di 0 50 ppbv 0 58 mg m
307. oncentrazioni del CO sono pi alte dell atteso sul complesso del territorio rispetto a quanto segnalato dalle Centraline ARPAC urbane e che il CO stesso diffonde anche verso i piani alti degli edifici delle aree collinari oltre ad accumularsi nei distretti industriali e nei nodi autostradali 0 Anche nel caso dell O3 bisogna tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE variano tra 90 e 112 g m in questo periodo semi primaverile questi valori variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica I valori riportati dalle Centraline ARPAC variano invece nelle settimane di marzo tra 30 e 75 g m e tra 48 e 84 g m nella prima settimana di aprile I valori calcolati sembrano apparentemente sovrastimati in quanto superiori a quelli dell NO2 da cui indirettamente deriva l ozono per fotoscissione di un atomo di ossigeno e successiva reazione con l ossigeno molecolare dell aria
308. one e organizzazione della banca dati cartografica Pagina 284 di 286 Nello script PHP sono presenti numerose variabili e blocchi di codice che permettono direttamente di ottenere ad esempio l impatto ambientale che un inquinante ha per tutta la giornata ora per ora in maniera tale da fare un raffronto e una classificazione temporale Si pu ad esempio modificare il nome della mappa che si vuole realizzare per ottenere eventualmente una classificazione particolare per nome assegnando al nome della mappa composto anche dal nome del file in input dato al sistema una radice specifica Snome_map_radice pm10_1_ Si pu scegliere direttamente l input da dare al sistema Sarg11 out 20101008_20101008_01 nc Si possono realizzare direttamente mappe giornaliere per tipo di inquinante attraverso blocchi di codice PHP come nel seguente snippet for Si 0 Si lt 10 Si Sora 0 Si Sdata_ora Sdata 0 Si lt pre gt shell_exec batch1 Sarg11 Sarg2 Sdata_ora arg4 Snome_map1 lt pre gt In cui ad esempio vengono realizzate mappe orarie rappresentanti uno stesso inquinante in un giorno specifico dalle ore 00 00 alle ore 09 00 In questa maniera ad esempio scrivendo nell URL il file php execmod3 php http localhost elaborazione php Si ottiene l output desiderato bypassando l interfaccia web di selezione NAPOLI 18 08 2011 Ing Michele Gallo Prof Guido Barone Pagina 285 di 286 SELEZIONE DI ALCUNE MAP
309. one una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia Pagina 169 di 286 WP5 1_6 Conclusione In conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati validati soddisfacentemente nel periodo invernale e semiprimaverile l applicazione nel periodo primaverile qui riportata quindi del tutto soddisfacente e potr essere utilizzato anche per produrre previsioni Ci verr discusso nella Relazione WP5 5 D11 Scenari reali di inquinamento in nuove stagioni meteo climatiche Le elaborazioni effettuate nel Task 5 1 consentiranno di creare scenari di inquinamento in differenti condizioni meteo climatiche locali ad esempio primavera ed estate completando il quadro degli scenari reali che si possono verificare Ci costituisce anche la base per la elaborazione di scenari previsionali simulati in condizioni emissive dovute a variazioni tecnologiche o a diverse normative o infine a nuovi insediamenti produttivi o di servizio nel territorio regionale Pagina 170 di 286 WPS5 2_ Relazione Generale Task 5 2 Posizionamento del Laboratorio Mobile a integrazione dei dati sperimentali delle Centraline ARPAC La strategia quella di utilizzare le previ
310. onnette al fatto che atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e O3 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili uesti ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione insieme di queste sostanze i cosiddetti Pagina 168 di 286 precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come 1 NO anche l O3 tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V Inoltre le medie giornaliere registrate nei primi giorni di aprile oscillavano tra 48 e 90 ug m con delle punte di 100 105 a Caserta ed Acerra Si osserva quindi frequentemente una situazione apparentemente abnorme non prevista dagli scenari di emissine EMEP e che da imputare a particolari condizioni meteorologiche e di insolazione Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Comunque in tutto il periodo valutato non risultano sforamenti degli Standard di Qua
311. orno 7 maggio e alle 5 del 13 maggio Si noti che tutti i massimi si registrano in corrispondenza dell area urbana di Napoli Nei primi giorni della seconda parte del mese dal 16 al 25 maggio l andamento delle concentrazione si mantenuto su valori minimi mentre nei giorni successivi i valori sono pi assimilabili a quelli della prima quindicina con massimi di 0 45 ppmv 0 52 mg m con punte di 0 65 ppmv 0 75 mg m alle 6 del 20 maggio e di 0 50 ppmv 0 58 mg m alle 8 del 21 maggio Pagina 167 di 286 Dal 25 maggio al 2 giugno si noti anche qui che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 16 e 0 39 ppmv corrispondenti rispettivamente a 0 18 e 0 44 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 0 6 0 7 ppmv 0 67 0 79 mg m T media stimata 25 C Nel periodo dal 4 all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 0 18 e 0 36 ppmv corrispondenti rispettivamente a 0 20 e 0 40 mg m con punte in Napoli centro che arrivano anche a 0 90 1 10 ppmv 1 01 1 24 mg m nelle prime ore del mattino e nelle tarde ore della sera T media stimata 30 C In tutto il periodo valutato
312. ortate le concentrazioni di CO NOX 03 T UM Negli allegati A8 e A12 sono riportati dati tabelle e grafici delle rilevazioni effettuate con attrezzatura DUSTSCAN relative rispettivamente alle campagne dei task WP4 e WP5 Negli allegati A9 e A13 sono riportati dati tabelle e grafici delle rilevazioni effettuate con attrezzatura ETLBUS relative rispettivamente alle campagne dei task WP4 e WP5 Infine negli allegati A7 e A14 sono riportate le rilevazioni effettuate dalle centraline ARPAC Pagina 130 di 286 A9 bis CALENDARIO RILEVAZIONI LABORATORIO MOBILE POSTAZIONE TASK CLIMA DUSTSCAN POSTAZIONE ETLBUS l 22 23 26 luglio 2010 E SUNG 22 23 24 settembre 2010 Autunnale 24 25 26 novembre 2010 a 12 13 17 gennaio 2011 o na Ae 20 21 22 gennaio 2011 43 Invernale 24 25 26 28 gennaio 2011 dicembre glo dal al cal i al 4 febbraio 2011 g dal 5 all 11 febbraio 2011 8 9 marzo 2011 niavari 24 25 26 marzo 2011 j dall 1 all 8 aprile 2011 12 20 26 aprile 2011 dal 2 al 6 maggio 2011 i SI Maggio 201 dal 9 al 13 maggio 2011 primaverile dal 9 al 13 maggio 2011 dal 16 al 23 maggio 2011 dal 16 al 23 maggio 2011 Jal 27 al 301 maggio 2011 5 3 8 giugno 2011 21 22 giugno 2011 estivo dal 30 giugno al 4 luglio 2011 luglio 2011 dal 5al 12 Pagina 131 di 286 A9 ter RETE DI RILEVAZIONE LABORATORIO MOBILE STAZIONE ETLBUS NAPOLI CITTA o NAPOLI OVEST Zona residenziale POSILLIPO Zona traf
313. os 673 ODIO SERIO 19U0IZB7S OA E SUOI OTIS O FEO z5 ne U bll O A Le hr El 7 KeA N Si eg EouUBMo9 P EUONS puoizes ouau SANI IO PIERO NY Ca r 7 ma fe MEL TUA SUoeerIPueIzaI1O 01 U99 o 401Z8 S gt A g Pagina 134 di 286 a O E ya aa ETO Suellen PNY l SIIT si TAX ANO a orzer S dA Eae 0 ESS IAAI MHP d E EA MEAN A 4 e 2 de gi 4 epes Si 2 O9IN S ENOSE9 2URIZEISNENOSEO BA Esc SI SESTA lf r g B Es Lori endeg SUuoIze sa E e Z N lt n Sa lt e fi ida z Z lt a Sa e a a lt gt A lt WP4 4_ Relazione Generale Task 4 4 Scenari realistici primo confronto tra scenari ottenuti con calcolo parallelo e dati misurati dalle Centraline ARPAC I Parte e tra queste e le rilevazioni misurate dal laboratorio mobile attrezzato con il DUST SCANN ed ETL BUS II Parte I PARTE INTRODUZIONE Sono stati prodotti degli scenari mediante le elaborazioni della catena WRF EMEP CHIMERE relative alla diffusione di particolato PM o monossido di carbonio CO che essendo poco reattivo pu simulare un tracciante monossido di azoto NO ozono 03 e biossido di azoto NO2 quest ultimo invece il prodotto eminentemente reattivo delle combustioni Esso d luogo ad una cascata di reazioni fotochimiche e chimiche viene infatti fotoscisso dalla radiazione solare al limite tra UV e visibile e nel vicino ultraviole
314. osta impostata su massima e set gxout shaded gt Definisce il backgrount dei file immagine di output e sett h gt Imposta la cadenza oraria delle immagini di output elaborate e setmpt01110 gt Per evidenziare alcuni lineamenti presenti nei grafici e d el gt Visualizza l elemento inquinante specifico della simulazione nelle etichette testuali delle immagini di output elaborate Modificare tali parametri comunque un operazione da effettuare solo in caso di particolari esigente di rendering parametri attualmente immessi permettono comunque un rendering ottimale per gran parte delle situazioni previste Pagina 282 di 286 Rendering in modalit Chimere Eseguendo una tipica installazione del software come riportato anche precedentemente i tool di particolare interesse vengono collocati nella directory toolbox a partire da chimere2008c Come detto in precedenza questa directory va sostituita con quella presente nel software in modo da aggiornare gli script di default con quelli realizzati ad Hoc Gli script di particolare interesse sono ncmapit e exachim Un esempio di uso di ncmapit il seguente root serverhpc ncmapit ncmapit sh chimere BIGFILES OUTPUTS out 20030730_20030730_HWave nc 03 2003073012 1 map ps In particolare la modalit di uso del comando la seguente ncmapit sh lt file gt lt variable gt lt date gt lt level gt lt map_file ps gt v file il
315. ottenuto attraverso l utilizzo dei tool inclusi nel pacchetto software Modulo 2 alcune modifiche sono state apportate allo script ncmapit in maniera tale da fornire dati in formato NetCDF Questo script ci ha permesso di ottenere un output facilmente comprensibile dei file relativi agli scenari di inquinamento prodotti in precedenza dal Modello di dispersione Tramite i tool inclusi nel pacchetto GMT invece sono stati realizzati ad hoc una serie di script complementari a quelli gi presenti opportunamente personalizzati per ottenere il rendering desiderato in particolare sono stati utilizzati diversi comandi che fanno parte del GMT Inoltre i comandi GMT sono stati anche utilizzati all interno dello script ncmapit per ottenere maggiori personalizzazioni grafiche degli output I comandi principali utilizzati sono pscontour per ottenere immagini di contorni con triangolazione di dati il comando psscale per creare scale di grigi o gradazioni di colori per le mappe pscoast per renderizzare territori masse Pagina 215 di 286 d acqua coste fiumi e il comando pstext per visualizzare stringhe di testo su mappe in diverse modalit Infine gli script realizzati sono stati copiati all interno della stessa directory in cui sono presenti i tool grafici in maniera tale da aggiornare gli script standard con i nuovi script personalizzati aggiornando naturalmente anche il wrapping dei comandi grafici precedentemente integrati e configurati
316. parametri necessari per definire gli schemi numerici con cui si approssimano discretizzano e risolvono le equazioni differenziali che descrivono la dinamica atmosferica Per una descrizione di ciascuna parametrizzazione rimanda alla guida dell utente ARWUsersGuideV3 pdf scaricabile dal link indicato all inizio di questo documento Di seguito si riporta una possibile configurazione cc amp dynamics w_damping 0 diff_opt 1 km_opt 4 base_temp 290 damp_opt 0 zdamp 5000 5000 5000 dampcoef 0 01 0 01 0 01 khdif 0 0 0 kvdif 0 0 0 smdiv 0 1 0 1 0 1 emdiv 0 01 0 01 0 01 epssm 0 1 0 1 0 1 time_step_sound 4 4 4 h_mom_adv_order 5 5 5 v_mom_adv_order 3 3 3 h_sca_adv_order 5 5 5 v_sca_adv_order 3 3 3 non_hydrostatic true true true pd_moist true true true pd_scalar true true true pd_chem true true true pd_tke true true true Pagina 80 di 286 Nella prossima section vengono definite le opzioni che controllano il passaggio dei dati costituenti le BC di ciascun dominio si tratta quindi dei dati da modelli globali prodotti nel modulo WPS per il PD e dei file dei rispettivi PD per ciascun MD Questa una parte della namelist caratteristica per il modulo real exe che specificatamente definito per la creazione dei file di boundary Di seguito si riporta una tipica configurazione cc amp bdy_control spec_
317. per ciascun dominio implementato Con questi primi 3 moduli si conclude la fase di pre processing del WRF I dati raccolti verranno utilizzati come input per la fase di processing Pagina 75 di 286 4 Configurazione del WRF Per lanciare la vera e propria simulazione atmosferica necessario che gli eseguibili dei due moduli da utilizzare realexe e wrf exe siano stati correttamente ottenuti cos come i file prodotti dal WPS Il real exe inizializza il modello generando i file di IC e BC a partire dai campi estratti ed interpolati nel WPS ed uno dei moduli disponibili assieme ad ideal exe necessario ad inizializzare il modello in caso di run idealizzati e real nmm exe da utilizzare nel caso in cui come core del modello sia stato implementato 1 NMM invece dell ARW Prima di lanciare il WRF ARW necessario spostarsi nella directory di run tipicamente WRFV3 run e copiarvi o linkarvi i file prodotti dal WPS In s path_directory_WPS met_em directory_run Di seguito si analizza il caso di una simulazione con pi domini innestati con tecnica 2 way 4 1 Configurazione della namelist input Il settaggio degli script doReal e doWrf e quindi dei moduli ad essi associati real exe e wrf exe avviene mediante cambiamenti apportati nella namelist di processing chiamata namelist input Si analizzano i principali campi delle diverse section che compongono namelist input La prima section time_control gestisce gli estrem
318. per future indagini sul territorio e integrare 1 dati delle Centraline fisse e validare ulteriori indagini condotte con simulazioni di calcolo parallelo che utilizzano la catena di programmi WRF EMEP CHIMERE Appendice dalla Legge di stato dei gas ideali pV nRT per l aria la concentrazione molare C n V p RT dove R la costante universale dei gas 8 31447 in L x bar K x mole x 10 e quella dell inquinante i Ci mi x 10 M Pagina 159 di 286 dove m la massa in ug e M il peso molecolare dell inquinante i In condizioni ideali come si possono assumere in questi casi il rapporto di mescolamento sar C C in ppbv parti per miliardo in inglese billion in volume quindi la concentrazione c in ug m sar dato a 995 mbar e 288 K 15 C da ci ug m 0 995 x 10 x M 8 31447 x 288 x C ppbv Nel caso dell NO peso molecolare 46 1 ppbv corrisponder a 1 9114 ug m a 15 C 288 K e alle altre T a 1 9114 x 288 T per il CO peso molecolare 28 il valore sar Ippbv 1 1635 ug m a 15 C 288 K e alle altre T a 1 1635 x 288 T per PNO peso molecolare 30 sar 1ppbv 1 2466 ug m a 15 C 288 K e alle altre T a 1 2466 x 288 T per l O3 peso molecolare 48 sar 1ppbv 1 9945 ug m a 15 C 288 K e alle altre T a 1 9945 x 288 T in base ai rispettivi pesi molecolari e assumendo che il volume delle singole molecole in condizioni standard sia uguale Pagina 160
319. per un nuovo programma di ricerca che risultasse attuale e compatibile con le condizioni ormai variate rispetto a quelle esistenti quando era stato presentato alcuni anni prima il programma iniziale In allegato possibile consultare il dettaglio di tale programma con la descrizione di obiettivi e finalit attesi per i Task 1 1 e 1 2 in cui suddiviso il Workpackage 1 Tale attivit stata svolta in un arco temporale che va dal 20 novembre al 31 dicembre del 2009 In parallelo all attivit di elaborazione e stesura del nuovo programma di ricerca stata condotta a partire dal 20 Dicembre la realizzazione del nuovo piano di lavoro allegato come Diagramma di GANTT Alla produzione del piano di lavoro hanno partecipato oltre all Ing Gallo anche il Prof Barone le societ CERTITEC e SISTEMA SERVIZI CONSULTING ed il personale ITM Pagina 4 di 286 L obiettivo del progetto la realizzazione e l implementazione di un sistema operativo informatico volto alla valutazione quantitativa e qualitativa degli inquinanti chimici e fotochimici presenti in atmosfera come conseguente base per la stima dell impatto che gli stessi potrebbero avere sulla salute umana e sull ambiente naturale La scala spaziale considerata coincide con la Regione Campania in particolare si intende sviluppare ed applicare un modello computazionale di terza generazione in grado di simulare scenari realistici di inquinamento su tutta l area re
320. pi diffusa di macchine con motori a benzina verde e convertitori catalitici cos come di macchine con motori a combustione di GPL metano o ibride ha decisamente ridotto le emissioni di particolato di monossido di carbonio e di residui incombusti di idrocarburi Altri importanti fonti di ossidi di azoto sono le centrali termoelettriche e gli impianti termici industriali nei quali comunque vengono raggiunte temperature di fiamma molto alte Pagina 103 di 286 L OZONO un gas tossico di colore bluastro costituito da molecole instabili formate da tre atomi di ossigeno queste molecole si scindono facilmente liberando ossigeno molecolare ed un atomo d ossigeno particolarmente reattivo Per queste sue caratteristiche l ozono un energico ossidante in grado di demolire sia materiali organici ed ossidare il vapor d acqua formando alla fine pericolosi radicali L ozono presente prevalentemente nella stratosfera dove viene prodotto dall ossigeno molecolare e dai raggi ultravioletti solari pi energetici A sua volta per l ozono va a costituire una fascia protettiva nei confronti delle radiazioni UV pi pericolose generate dal sole L ozono si forma anche nella troposfera dove presente a basse concentrazioni e dove rappresenta un inquinante secondario particolarmente insidioso Nella troposfera l ozono viene prodotto principalmente nel corso di varie reazioni chimiche in presenza della luce solare UV ai limiti del visibile
321. portare le strumentazioni in posizioni prefissate e in condizioni di protezione garantita per rilievi di pi lunga durata alcune ore o diversi giorni Il Task 4 2 stato quindi articolato in due attivit 1 Configurazione strumenti Allegato WP4 2_A5_ 2 Installazione e Testing strumenti Allegato WP4 2_A6 La scelta della strumentazione ottimale da utilizzare stata dettata dalla necessit di monitorare i composti maggiormente responsabili dell inquinamento al fine di validare i modelli di Qualit dell aria Questi modelli tengono conto dei fenomeni di emissione di trasporto di trasformazione chimica e fotochimica e di ricaduta di inquinanti gassosi e di polveri fini di origine antropica La strumentazione d analisi stata scelta in modo da garantire due esigenze fondamentali e Semplicit di trasporto per rispondere all esigenza di dover monitorare in poco tempo diversi siti del territorio urbano e regionale e Possibilit di effettuare le analisi in vari punti che coprano il pi uniformemente possibile il territorio oggetto di studio e che permettano valutazioni in termini di inquinamento atmosferico sull incidenza di alcuni parametri dal traffico veicolare al riscaldamento civile dal traffico ferroviario a quello aeroportuale ma anche delle attivit industriali presenti nelle periferie cittadine o decentrate rispetto agli assi stradali La scelta della strumentazione ottimale da utilizzare stata inoltre de
322. presenza di un orografia complessa Il modello permette di svolgere sia simulazioni di tipo Short Term che Climatologiche WD3 permette inoltre di valutare le altezze efficaci degli inquinanti emessi da camini per ogni classe di stabilit atmosferica Classe di Pasquill Il modello consente il calcolo delle concentrazioni di inquinanti in tutti i recettori definiti all interno del dominio di calcolo sia cartesiani che discreti e della deposizione sia secca che umida Un calcolo Short Term o puntuale rappresenta una sorta di fotografia istantanea della diffusione di un certo inquinante o di una collezione di inquinanti in base a dati meteorologici puntuali es direzione e velocit del vento orarie Il codice di calcolo WD3 permette di eseguire pi simulazioni puntuali in sequenza in questo modo possibile valutare eventuali limiti di legge sugli inquinanti emessi In particolare se si ha a disposizione una sequenza annuale di dati meteorologici orari possibile eseguire WD3 sull intera sequenza di dati valutando ad esempio in ogni recettore del grigliato di calcolo il valore massimo orario di concentrazione rilevato durante tutta la sequenza considerata In questo caso se l inquinante considerato NOx sar possibile valutarne direttamente il limite di legge orario e medio annuo in ogni recettore del dominio Con il postprocessore WDPRO sar inoltre possibile valutare altri limiti di legge sia in termini
323. prevista dal software stesso In questa modalit si procede con l esecuzione di un test standard in cui viene eseguito lo script chimere sh che permette di avviare la simulazione a cui viene passato come argomento la data scelta per il test nel formato aaaammgg In questo test questa prima esecuzione dello script serve solo per permettere all ambiente di testing di raccogliere dati e predisporre il sistema alla vera e propria simulazione A questo punto stato rieseguito nuovamente lo script per dare inizio al testing della simulazione e all eventuale analisi dell output Per questo test abbiamo scelto di effettuare una simulazione che utilizza il parallelismo ma a basso carico computazionale con sole 24 ore di simulazione su un solo dominio di input Tale simulazione serve solo per verificare il corretto funzionamento del software Valutazioni di Pagina 50 di 286 benchmark computazionale sono state effettuate ed analizzate in una fase successiva a questo collaudo Questa fase di test stata effettuata diverse volte a causa di alcuni errori di configurazione del software e delle variabili di ambiente Per comprendere i problemi che si verificavano sono stati analizzati approfonditamente i file di log generati durante l esecuzione dello script chimere sh Quando si ottenuta una simulazione senza errori sono stati analizzati gli output generati in formato NetCDF e sono stati analizzati con la collaborazione di
324. prodotti nello scenario reale originale il raddoppio dei fattori di emissione rispetto ai valori reali riportati da EMEP non ha avuto come conseguenza un aumento proporzionale delle concentrazioni simulate nel presente tentativo Contrariamente ai casi del CO e dell NO vi stato un incrementomolo alto che va dal 50 al 100 e persino del 300 per_Napoli Citt A differenza dello scenario reale questi valori sembrano fortemente sovrastimati in quanto spesso superiori a quelli dell NO simulato Come noto vedi WP4 4e WP5 4 all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido Pagina 196 di 286 L aver raddoppiato i valori di emissione riportati da EMEP hanno fatto s che le reazioni simulate di ossidazione all aria dei fumi caldi non sono riuscite a invertire il rapporto tra NO e NO come negli scenari realistici precedenti vedi WP4 4e WP5 4 E ci stato facilitato dal raddoppio del CO che ha ritardato l ossidazione stessa del PLNO a NO uesti valori e queste differenze simulate sono del tutto comprensibili se si tiene conto che il modulo CHIMERE oltre alla diffusione calcola le varie cinetiche chimiche e fotochimiche del complesso di reazioni che determinano il risultato finale D altra parte molte evidente anche la permanenza qualitativa della struttura delle mappe dal punto di vista della dispersione sul territorio che inv
325. profilo per macrosettore ottenuto come media dei profili delle attivit pesata sulle rispettive emissioni Analoga procedura stata seguita per una pi limitata indagine sulla distribuzione dell ozono sull Italia Centrale da un gruppo di ricerca di Perugia A Lagan et al in Gervasi et al Eds ICSSA 2009 Part II LNCS 5593 pp 115 129 2009 Il set complessivo costituito da una serie di file in formato ASCII Nell ambito del progetto si provveduto a creare preventivamente una serie di programmi in Fortran che trasformano i dati di emissione in formato ASCII nel formato NetCDF il formato di input richiesto dal modello Chimere Questo cospicuo lavoro potrebbe essere utilizzato in un eventuale sviluppo del presente progetto da mettere a disposizione di operatori con maggiore Pagina 89 di 286 esperienza professionale Attualmente si preferito seguire la pi spedita procedura che consente di inserire I dati meteo e di emissione direttamente in Chimere secondo quanto illustrato nell Introduzione di questo Modulo Le principali caratteristiche del formato NetCDF sono invece descritte nella prossima sezione 3 Pagina 90 di 286 3 Formato di dati NetCDF I dati di emissione utilizzati nell ambito del progetto derivano da diversi database e quindi non hanno necessariamente lo stesso formato Si proceduto quindi a trasformare i dati nel formato NetCDF in modo da creare un database omogeneo Con l acroni
326. r i valori pi alti i dati simulati mostrano un incremento che va dallo 0 al 7 sia_nel caso di Napoli Citt che per le aree extraurbane Questi valori e queste differenze sono del tutto comprensibili se si tiene conto che il modulo CHIMERE oltre alla diffusione calcola le varie cinetiche chimiche e fotochimiche del complesso di reazioni che determinano il risultato finale D altra parte molte evidente anche la permanenza qualitativa della struttura delle mappe dal punto di vista della dispersione sul territorio che invece dettata inizialmente dal modulo WRF che mantiene le sue caratteristiche realistiche di meteorologia sul territorio in quei giorni e in uelle ore vedi le considerazioni sulle scie nei giorni 19 e 20 dicembre WPS5 5_3 3 monossido di azoto NO Nel periodo di simulazione dal 15 al 20 dicembre 2010 i valori prodotti dagli scenari variano tra 0 6 e 40 ppbv 0 76 51 ug m nel corso della giornata con punte di 60 80 ppbv 76 101 ug m nelle prime ore del mattino o del pomeriggio Massimi meno accentuati 33 ppbv corrispondenti a 42 ug m sono stati stimati per i nodi autostradali Anche in questo caso nella giornata del 19 e in parte del 20 dicembre evidente una forte scia di trascinamento dovuto ad un forte vento da ESE verso ONO Cos come nella serata del 20 dicembre si pu notare una inversione nelle condizioni di ventilazione dovuta alle brezze serali e notturne Confronto con i dati
327. ra Attesa Misura Riscontrata l Verifica SW grafici Grafici correttamente gt 100 elaborati gt 2 2 3 4 di 6 DN Esito valutazione Data 30 11 2010 Firme Pagina 24 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE WP 5 Elaborazione e validazione scenari di inquinamento simulato Task 5 5 Elaborazione e validazione scenari simulati Milestone M7 Verifica scenari di inquinamento simulati Deliverable Codice D 15 Denominazione Scenari di inquinamento simulati GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata l Verifica scenari simulati significativi Scenari simulati 5 correttamente elaborati significativi correttamente elaborati gt 5 15 20 12 2010 25 30 12 2011 04 08 07 2011 30 06 2011 01 07 2011 2 3 4 5 6 n Esito valutazione Data 30 07 2011 Firme Pagina 25 di 286 CHECKLIST DI VALUTAZIONE Sviluppo Sistema informatico di WP 6 rappresentazione Task 6 2 Sviluppo grafici e mappe Milestone M8 Verifica tabelle dati grafici e mappe Deliverable Codice D 17 Denominazione Tabelle dati grafici mappe cartografiche GOAL Id QUESTION Misura Attesa Misura Riscontrata I N grafici e n mappe significative per N grafici e n mappe 600 per un totale singolo scenario analizzato reali e
328. raline ancora in funzione a Napoli e i dati misurati con le strumentazioni del Laboratorio Mobile siano legate alle differenti condizioni di ventilazione in atto nei vari siti urbani di Napoli Le uniche centraline ancora in funzione ad Avellino e Salerno segnalavano valori rispettivamente compresi tra 14 e 20 e tra 18 e 34 ug m con una punta di 53 ug m il giorno 14 maggio Le due centraline ARPAC di Acerra registravano valori medi giornalieri compresi tra 7 e 42 ug m con una punta di 51 ug m il giorno 3 maggio in una di esse in rosso i lievi sforamenti della Normativa Nota bene in tutto il mese di maggio le centraline ARPAC di Caserta e Benevento non fornivano alcun risultato per il PM mentre qualche dato era registrato per il PM cos come in alcune centraline di Napoli Scuola Vanvitelli e di Salerno ASL 2 con valori quasi sempre inferiori a uelli del PM di cui rappresentano una frazione pi sottile ma misurati in differenti centraline delle stesse citt Pagina 174 di 286 5 3 2 Misure degli inquinanti gassosi 6 8 aprile 2011 Per gli NO i valori misurati a via Consalvo Certitec oscillavano tra 50 e 250 ug m Per il CO i valori misurati non superavano 1 5 mg m Per l O3 i valori medi misurati oscillavano tra 20 e 120 ug m f 2 5 maggio 2011 Per gli NO i valori medi misurati a Monte s Angelo oscillavano tra 3 2 e 150 ug m Per il CO i valori medi misurati non superavano 0 6 mg m i
329. rati a via Nicolardi non superavano 0 2 mg m e infine quelli Pagina 181 di 286 misurati nei pressi dell Ospedale Monaldi non superavano 0 8 mg m I valori misurati 11 27 30 maggio edificio del Centro direzionale terrazzo ultimo piano non superavano 0 6 mg m I valori misurati il 30 giugno 1 luglio di nuovo presso la sede di via Consalvo non superavano 1 2 mg m I dati del 1 4 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio a Capo Posillipo erano al di sotto della soglia di sensibilit dello strumento Per il CO i valori misurati il 5S 11 luglio 2011 a San Nicola la Strada presso il nodo autostradale superavano spesso i 5 mg m ma con punte di 8 12 mg m 1 11 luglio Infine i valori misurati il 12 luglio 2011 su di un terrazzo di un edificio di Nola oscillavano tra 2 e 3 mg m Complessivamente anche in questo caso l accordo sembra buono rimarcando di nuovo che le differenze riscontrate tra i due sistemi di rilevazione dipendono dalla diversa collocazione sul territorio cittadino delle stazioni fisse Centraline e postazioni del Laboratorio mobile Per l ozono le medie giornaliere registrate nei primi giorni di aprile oscillavano tra 48 e 90 ug m con delle punte di 100 105 a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio e giugno le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 24 e 96 ug m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anch
330. razione di uno o pi Scenari reali relativi a episodi di inquinamento recenti nell area della Regione Campania utilizzando il modello di emissioni per la Regione Campania e territori viciniori fornito dal Consorzio EMEP per i mesi dell anno 2011 stagioni primaverile ed estiva I dati di emissione EMEP utilizzati in simulazioni condotte con la Catena WRF EMEP CHIMERE hanno contribuito alla elaborazione dei nuovi Scenari stagionali di inquinamento Il Task 5 2 consiste nella definizione dei siti dove posizionare il Laboratorio Mobile e pianificazione di una nuova campagna di misure in relazione anche alla rete esistente delle Centraline ARPAC in modo da confrontarne e integrarne i dati Pagina 162 di 286 Il Task 5 3 consiste nella costruzione di tre nuovi Database implementati con le misure dirette delle concentrazioni di polveri sottili e inquinanti gassosi ottenute tramite l utilizzo del Laboratorio mobile Allegati WP5 3_A12 e WP5 3_A13 e i dati rilevati dalle Centraline ARPAC ancora funzionanti Allegato WP5 3_A14 Le quattro nuove Banche Dati WP5 3_A11 _A12 _A13 _A14 cos ottenute consentono il confronto Task 5 4 nelle nuove condizioni Meteorologiche primaverili ed estive fra i nuovi Scenari di inquinamento calcolati e i dati raccolti appositamente nella nuova campagna di misure Inoltre consentono un raffronto con gli scenari realistici ottenuti nella precedente stagione meteorologica autunno inverno
331. rch il pi utilizzato e ampiamente testato in ambito Chimere Anche in questo caso il software stato scaricato dal sito ufficiale e installato seguendo la procedura standard Per quanto riguarda la configurazione sono state aggiunte e modificate alcune variabili di ambiente per includere nel sistema i compilatori e renderli disponibili all uso nel momento in cui verr lanciato il comando specifico L installazione standard del modello di dispersione una procedura manuale che parte dal download del pacchetto software in forma compressa e prevede una serie di procedure da seguire passo per passo che permettono lo scompattamento la compilazione e l installazione tramite l eseguibile di setup Terminata l installazione per la fase di configurazione era lasciata al totale Pagina 49 di 286 controllo dell utente che deve quindi configurare manualmente ogni singolo aspetto per rendere il software compatibile con il sistema ospitante Per semplificare le operazioni leggendo la documentazione allegata al pacchetto software Modulo 1 stato previsto un metodo alternativo per l installazione del Modello gi presente all interno del pacchetto software che molto pi automatizzato nella fase di configurazione avendo gi al suo interno previsto una pre configurazione All interno del pacchetto presente uno script sh chiamato install sh che permette l installazione automatica e in maniera
332. rda i moduli di elaborazione viene utilizzata una namelist condivisa da entrambi i moduli Real e WRF che la namelist input che stata opportunamente configurata Nella prima section configurata time control sono stati impostati gli estremi temporali dell esecuzione quindi le date e ora di inizio e fine simulazione sia per quando riguarda il dominio principale quello a pi bassa risoluzione sia per quanto riguarda i domini innestati a pi alta risoluzione Infine stato attivato il meccanismo di automatizzazione che genera le condizioni a contorno del nesting a partire dagli output del dominio precedente e infine il numero di parti in cui suddividere 1 file di output Pagina 44 di 286 Nella section domains stato settato il passo temporale di integrazione ed stato attivato il nesting su 2 domini mettendo come valore 3 il sistema fa nesting sui 2 domini successivi a quello principale Inoltre stato settato il rapporto tra il passo spaziale e temporale dei domini in maniera tale da garantire stabilit computazionale Nella sezione physics stata settata la fisica del modello e in particolare gli schemi di parametrizzazione dei processi di sottogriglia che non possono essere risolti dal modello a causa della scala troppo piccola e vengono quindi risolte mediane equazioni parametrizzate secondo i settaggi impostati Nella section dynamics sono state settate le opzioni riguardano i p
333. re La stringa unica lt n_day gt condivisa da tutte le macrosezioni e indica il numero di giorni di durata del rendering eseguito dalle singole macrosezioni Questo valore deve essere inferiore o uguale al numero massimo di giorni simulati all interno dalla simulazione scelta Se questo valore supera il numero di giorni simulati verr visualizzato un messaggi odi errore Pagina 281 di 286 La stringa lt grads gt presente in ogni macrosezione avvia di fatto l elaborazione del rendering con i parametri inseriti Si consiglia di non apportare modifiche se non si esperti nel settore L avvio del rendering viene di fatto effettuato attraverso un altro script presente nella stessa directory modulo3 che si occupa di gestire gli aspetti a basso livello dell elaborazione delle immagini di output Questo script si chiama mod3grads1 gs ed utilizza una serie di comandi grads che permettono l esecuzione in modalit Batch Modificare i parametri di questo script molto rischioso perch in caso di errori si pu compromettere la corretta elaborazione All interno di questo script possibile notare i comandi in linguaggio GrADS utilizzati per l elaborazione in Batch del rendering e c gt Resetta e avvia il contenuto grafico che verr scritto nei file immagine di output e set grads off gt Elimina il logo e altre diciture specifiche di GrADS e set mpdset hires gt Definisce la qualit della linea di c
334. re 11 confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto Pagina 151 di 286 pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE variano tra 45 e 56 ppbv 90 112 ug m in questo periodo semi primaverile valori che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica I valori riportati dalle Centraline ARPAC variano invece nelle settimane di marzo tra 30 e 75 ug m e tra 48 e 84 ug m nella prima settimana di aprile I valori calcolati sembrano parzialmente sottostimati rispetto a quelli misurati in alcuni giorni dalle Centraline ARPAC Un primo elemento si riconnette al fatto che l ozono 0 peso molecolare 48 contrariamente al CO un gas molto pi pesante dell aria si confronti il peso molecolare medio pesato di questa ultima che di 28 8 e quindi tende a stratificarsi pi vicino al livello del suolo laddove le pompe delle Centraline aspirano l aria a qualche metro di altezza I risultati delle simulazioni della catena WRF EMEP CHIMERE si riferiscono invece ad una quota corrispondente ad una pressione convenzionale
335. re in tempo reale Pertanto tale analizzatore la soluzione ideale per fornire informazioni sui trend di concentrazione di particolato in aria CARATTERISTICHE TECNICHE DELLA STRUMENTAZIONE DI ANALISI Pagina 114 di 286 Stazione di rilevazione multiparametrica ETL BUS L ETL BUS della UNITEC S r l una stazione Multiparametrica che rileva in continuo la concentrazione d inquinanti in aria Esso si basa sull utilizzo di sensori sviluppati con tecnologia a film spesso per la misura in continuo di CO NO 03 oltre a temperatura umidit relativa e rumore Questo principio di misura permette analisi sufficientemente accurate in aria ambiente con campi di misura paragonabili a quelli di analizzatori di gas che si basano su principi di misura convenzionali chemiluminescenza fluorescenza pulsata ecc ma offrendo tutta una serie di vantaggi Figura WP4 2 2 Apparecchiatura ETL per l analisi di inquinanti volatili Infatti dato il suo ridotto ingombro e la facilit d installazione l ETL BUS pu essere utilizzato su molti pi punti rispetto a quanto si possa fare con le centraline fisse pu essere utilizzato per effettuare una mappatura capillare del territorio pertanto uno strumento validissimo in fase d indagine preliminare per individuare le aree a pi elevato rischio d inquinamento in cui posizionare successivamente le Centraline fisse oppure come in questo caso come strumento integrativo per le ret
336. resentavano alcuni picchi che sforavano di poco la normativa sugli Standard della Qualit dell Aria Comunque la postazione fissa dell ETL BUS in questo caso situata in una zona ad alto traffico e ci spiega i valori pi alti registrati per NO e O rispetto a quelli misurati in altre zone della Citt Invece 1 dati relativamente bassi del CO vengono spiegati con la volatilit e densit ridotta di questo gas che lo allontana rapidamente dalla postazione dell ETL BUS mentre il valor medi di altre aree cittadine risente meglio di una distribuzione diffusa su tutta l area urbana Commento complessivo alle determinazioni sperimentali effettuate nelle fasi caratterizzate da clima invernale Anche se a distanza di un anno le misure effettuate a dicembre sia nel 2009 che nel 2010 in localit anche abbastanza distanti localit nei dintorni di Caserta o siti della Citt di Napoli sembrano abbastanza concordi tra loro e concordanti con i dati riportati dalle Centraline ARPAC in quartieri dei due Capoluoghi distanti anche alcuni km fra di loro e fra le localit studiate Ovviamente non sono considerati in questo commento i dati misurati nelle giornate di fine anno caratterizzate dalle esplosioni ripetute e continue di fuochi artificiali Le due indagini a distanza di un anno sembrano peraltro offrire una considerevole affidabilit all indagine sperimentale condotta con i limitati strumenti a disposizione e ci pu essere di garanzia
337. rico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia CO Anche nel caso del CO bisogna altres tener conto che i dati ottenuti dalle Centraline vengono pubblicati sotto forma di medie giornaliere Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno I valori calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE per il periodo invernale da ottobre 2010 ai primi di febbraio 2011 potrebbero suscitare qualche perplessit in quanto i valori massimi simulati 0 18 0 75 mg m ma con punte anche superiori a 1 1 mg m tutti concentrati sull area di Napoli citt qualche massimo relativo riguarda le sere in direzione dell autostrada Napoli Roma e sulla Circonvallazione esterna di Napoli ma con valori limitati inferiori a 0 45 mg m risultano molto pi alti dei dati delle Centraline spesso ai limiti della sensibilit strumentale 0 1 mg m o addirittura non registrati Nota bene per il CO l inquinante di gran lunga pi abbondante si utilizzano come unit di misura mg m che equivalgano a 1000 g m D altra parte un rapido confronto con i dati riportati in rete per le Centraline della Regione Lazio e in particolare per Roma forniscono risultati sperimentali dello stesso ordine di grandezza di quelle delle Centraline Campane Lo stesso si pu dire per l andamento dei dati annuali forniti per la provincia di Carrara dalla
338. riga e il macrosettore indice di colonna la percentuale delle specie individuata nel primo blocco del file Il dominio e il bacino BPA Il file chem_voc med come sopra per il dominio meridionale Il file chem_pm bpa associa ad ogni macrosettore da 01 a 11 le specie chimiche di PM presenti e la percentuale sul totale dei PM di ciascuna di esse per quel macrosettore Per i primi due blocchi del file indice di riga e il macrosettore indice di colonna il numero identificativo delle Pagina 98 di 286 specie effettivamente presenti per quel macrosettore Per i blocchi successivi 3 e 4 indice di riga e il macrosettore indice di colonna la percentuale delle specie individuata nel primo blocco del file per le rispettive classi granulometriche Il dominio e il bacino BPA Il file chem_pm med come sopra per il dominio meridionale Infine nella trasformazione di questi dati nel formato utile al modello CHIMERE necessario ripartire le diverse specie fornite dal CTN nelle classi di aggregazione che il modello CHIMERE utilizza La base della matrice di aggregazione e stata scaricata dal sito di CHIMERE insieme al pacchetto di interfaccia per le emissioni EMEP http euler Imd polytechnique fr CHIMERE Ottenuti i dati di emissione possibile lanciare lo script shell emis surf sh che manda sequenzialmente l esecuzione delle function che eseguono le operazioni di conversione dei dati di emissione del CTN_ACE in dati per il modell
339. rio di circolazione insieme alla scelta di uno scenario di emissione permetter di simulare i processi di trasporto e trasformazione degli inquinanti atmosferici in diverse condizioni operative offrendo l opportunit di verificare gli effetti delle politiche di risanamento della qualit dell aria in differenti condizioni meteo climatiche e o emissive Pagina 36 di 286 Il modello di emissione Le caratteristiche del modello di emissione sono di seguito elencate e area presa in considerazione Regione Campania periodo di riferimento 2005 dati forniti dal modello emissione del CO degli NOx degli SOx dei COV e del particolato e risoluzione spaziale alla quale sono forniti i dati di concentrazione dipendente dal tipo di sorgente possibile ricavare le emissioni su una griglia con maglie rettangolari come richiesto dal software CHIMERE e risoluzione temporale alla quale sono forniti i dati di emissione annuale opzionalmente possibile ricavare le emissioni mensili settimanali giornaliere e orarie Le emissioni orarie costituiscono l input per il software CHIMERE sorgenti emissive prese in considerazione trasporti stradali ed extrastradali processi industriali combustione industriale combustione civile emissioni biogeniche e principali caratteristiche software e hardware implementazione attraverso programmi in F90 nel progetto previsto sviluppo di un interfaccia grafica per la creazione di differe
340. riscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi come riportato sopra I valori minori delle simulazioni si riferiscono invece ai Capoluoghi di Provincia o ad Acerra Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti punte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera Essi altres tengono conto delle reali condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline urbane fisse Gli Scenari per altro mostrano l esistenza di dati di inquinamento pi accentuati di quelli misurati nelle citt e che si presentano in particolare sui principali assi viari della Regione e sui Distretti industriali dove non vi sono strumentazioni per il monitoraggio continuo dell inquinamento Inoltre gli Scenari forniscono un quadro molto pi dettagliato non solo spaziale ma anche nella sua evoluzione oraria nel corso delle singole giornate Inquinanti gassosi CO NO e O3 Per luglio la T media stimata stata assunta di 27 C Biossido di Azoto NO2 Nel periodo dal 4 all 8 luglio con clima estivo gli Scenari prodotti indi
341. rizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e O3 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili Questi ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti soprattutto da emissioni della vegetazione l insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come l NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V In particolare le emissioni dalla vegetazione di Composti Organici Volatili COV in inglese VOC potrebbero essere stati sottostimati per la Campania dalle Banche dati di EMEP e questo spiegherebbe le lievi anomalie riscontrate Inoltre le condizioni di vento portano l ozono a spostarsi dalle aree di emissione e ad accumularsi sul mare dove viene solo parzialmente consumato Per questo motivo nelle localit costiere si ha un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare Pagina 229 di 286 Parte sperimentale Sono state quindi condotte delle brevi campagne di misura con il Laboratorio mobile attrezzato con il misuratore di polveri sottili DUST SCANN e con l analizzatore di gas ETL BUS Per la seconda strumentazione vengono commentati soltanto
342. scono invece ai Capoluoghi di Provincia o ad Acerra Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti punte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera Essi altres tengono conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Inquinanti gassosi CO NO e O3 Per maggio la T media stimata stata assunta di 25 C Biossido di Azoto NO2 Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe sempre il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno Gli scenari forniscono delle rappresentazioni molto dettagliate essendo riportate per ogni ora del giorno I risultati prodotti dagli scenari possono essere ancor pi affidabili se non si tiene conto del primo giorno di simulazione problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima Dal 30 aprile al 13 maggio si noti che i due scenari settimanali presentano un giorno di sovrapposizione per assicurarsi che non vi siano problemi di inizializzazione nel primo giorno che talvolta pu caratterizzare la catena WRF EMEP CHIMERE in questo periodo di clima primaverile gli Scenari prodotti indicano valori di concentrazioni compresi tra 15 e 45 g m con punte in Napoli
343. significative per gt 10000 simulati singolo scenario gt 30 di 3 4 5 6 n Esito valutazione Data 18 08 2011 Firme Pagina 26 di 286 RELAZIONE GENERALE WP2 Il WP2 interessa l arco temporale che va dal mese 1 Dicembre 2009 fino al mese 2 Gennaio 2010 In questa fase del progetto si sono sviluppate una serie di attivit necessarie ad una corretta installazione dell infrastruttura hardware nella sede operativa della societ ITM A tal proposito stata collaudata e testata una piattaforma costituita da un sistema distribuito di nodi allo scopo di creare un Cluster di tipo Beowulf di High Performance Computing HPC dedicato al calcolo parallelo massivo Si optato per un architettura di tipo Beowulf poich attualmente considerata come sistema standard per lo sviluppo di soluzioni di clustering inteso come insieme di computer ad alte prestazioni in alternativa alle soluzioni HPC offerte dai Supercomputer Questa sembrata essere una scelta ottimale nel caso in esame in quanto ideale per eseguire applicazioni di calcolo parallelo Altro aspetto considerato stato il rapporto costo prestazioni di una macchina di tipo Beowulf sicuramente superiore rispetto a quello dei tradizionali Supercomputer Questa architettura infine facilmente scalabile ed in grado di semplificare il lavoro di realizzazione e configurazione di tutto l ambiente Clust
344. sioni Meteo per alcuni giorni consecutivi a partire da una certa data e in base alla conoscenza della direzione e intensit probabile del vento del vento per posizionare il Laboratorio mobile in punti del territorio non coperti dalle Centraline ARPAC oppure nel caso nella stessa direzione ma a distanza diversa dalle stesse Per l area urbana di Napoli sono state scelte posizioni nella zona nord collinare e nella zona ovest a Fuorigrotta per l area extraurbana si sono scelte alcune postazioni nei pressi di nodi autostradali Il laboratorio mobile sar utilizzato anche come supporto per trasportare e posizionare le strumentazioni in versione portatile in locali o siti protetti ove non sia possibile sistemare stabilmente il furgone stesso In altri casi il laboratorio mobile dovr essere presidiato permanentemente per un numero sufficiente di ore Programma di Misure con il Laboratorio Mobile da maggio a luglio Misure di maggio con attrezzatura DUST SCAN ed ETL BUS 1 Da luned 2 maggio a venerd 6 maggio Stazione Monte S Angelo presso il Dipartimento di Chimica del Campus Universitario via Cinthia Laboratorio 2 piano con affaccio su cortile interno Il venerd si scaricano i dati raccolti e si recuperano gli strumenti Successivamente verranno analizzati i dati ottenuti WP5 3 e riportati in una nuova Banca Dati WP5 3_A12 e A_13 2 Da luned 9 maggio a venerd 13 maggio via Nicolardi terrazza di edificio Il venerd si
345. ssano fornire diverse rappresentazioni sull andamento dei vari inquinanti sul territorio della Regione Campania e il loro evolversi nel tempo Successivamente stata realizzata un interfaccia utente che permette di personalizzare il rendering dei dati che si desidera ottenere e impostare una serie di filtri come gli inquinanti chimici di interesse la data di interesse e altro Una volta configurati i parametri di visualizzazione l interfaccia procede con il rendering dei dati basandosi sulle opzioni scelte dall utente L interfaccia stata estesa con una serie di funzionalit che permettono il salvataggio su supporto fisico ed estendibile con diverse altre funzionalit quali inviare il plot per mezzo di e mail fare una stampa dei grafici visualizzati zoom interattivo ecc Pagina 269 di 286 1 Rappresentazione grafica dei dati da WRF e CHIMERE Per la visualizzazione degli output dei modelli WRF Chimere stato predisposto un sistema di visualizzazione basato su GrADS ma opportunamente sviluppato ad hoc per gli scopi di rendering previsti dal progetto Il Grid Analysis and Display System GrADS sviluppato presso l Institute of Global Environment and Society IGES uno strumento interattivo che permette una facile gestione elaborazione e visualizzazione di dati scientifici legati alle scienze della terra GrADS accetta dati in differenti formati fra cui GRIB NetCDF ed HDF La scelta ricaduta su questo strumento perch
346. ssibile estrapolare le tendenze settore per settore fino al 2010 non solo per ciascuno dei principali inquinanti CO NOx SOx NH3 PM o COV etc ma anche per altri inquinanti meno volatili mercurio e altri metalli pesanti diossine etc Si noti che la Regione Campania non ha messo in rete in passato i dati relativi alle polveri PM 2 5 Questa possibilit stata lasciata aperta per futuri sviluppi Nota bene 1 dati giornalieri occorrenti per la simulazione secondo la catena WRF EMEP CHIMERE sono reperibili sotto forma di file numerici da importare direttamente secondo le procedure illustrate nel WP3 vedi anche il successivo Task WP4 4 Gli Output della Catena WRF EMEP CHIMERE si possono confrontare con una serie di dati di concentrazioni misurate per alcuni inquinanti gassosi e polveri sottili ottenute da varie fonti Si possono utilizzare 1 Dati dalle Centraline fisse ARPAC della Regione Campania la disponibilit di questi dati dipende dalle reali determinazione effettuate nei vari giorni dell anno per quel che riguarda le centraline fisse ARPAC la disponibilit attuale in rete estesa a tutto il 2010 2 Dati limitati ottenuti anche in localit distanti dai siti delle Cantraline fisse da campagne condotte dai Borsisti del Progetto stesso Dipartimento di Chimica della Universit Federico II in collaborazione con personale e strumentazione della CERTITEC vedi Allegati al Task 4 3 Allegati WP4 1_A2_ Banca da
347. sto motivo nelle localit costiere si ha Pagina 152 di 286 un ritorno dell ozono verso il territorio quando all alba si ha una inversione nel regime delle brezze di terra e di mare WP4 4_2 5 gt NO Per PNO il confronto diretto con i dati misurati delle Centraline ARPAC non possibile in quanto queste ultime non registrano normalmente i dati relativi all NO Gli scenari suggeriscono valori che variano tra 0 2 e 9 ppbv 0 25 e 11 ug m ma con valori estremi di 16 e persino 50 ppbv 20 e 62 ug m in alcune ore delle mattine e di alcune sere uesti valori sembrano per sottostimati in quanto inferiori a quelli del NO2 In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 a valori inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera cio una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si sono diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l oosigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia CONCLUSIONE Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline ur
348. stro caso da ps formato dati in PostScript ottenuti mediamente operazioni in modalit batch di Ghostscript a png Portable Network Graphic per il porting sul web Ottenuti file di tipo png sono state effettuare varie elaborazioni sia mediante convert che modify evidenziando o modificando sezioni di immagini Principalmente oltre al tool di Chimere ncmapit sh gi modificato ad hoc sono altri due i file da editare per personalizzare o manipolare ulteriormente l output ottenuto con software come nel caso di Chimere e lo script shell denominato batch1 esegue in background operazioni di ulteriori manipolazioni sull output grafico ottenuto dallo script ncmapit sh in maniera tale da rendere pi leggibile lo schema grafico Ad esempio alcune istruzioni presenti nello script sono le seguenti convert S5 png crop 520x470 5 5 5 png mogrify resize 700x700 5 png Queste istruzioni permettono di ritagliare e modificare dimensione del grafico e L altro file uno script PHP execmod3 php con il quale possibile interagire direttamente lato back end dell applicazione web per ottenere eventualmente una diversa tipologia di output Editando questo file possibile specificare direttamente senza passare quindi per l interfaccia grafica non solo i soliti parametri che l utente potrebbe scegliere con la tipica interazione cio v tipo di inquinante v layer v data V ora ma possibile cambiare anche la metodologia di visualizzazi
349. t implementate con linguaggi di programmazione a basso livello come il C o il Fortran A tal proposito nell applicazione sviluppata per facilitare il compito degli utilizzatori sono stati realizzati ad hoc degli script che consentono una volta eseguiti l autoconfigurazione e l autoelaborazione del rendering dato in input da linea di comando Questi script di fatto wrappano le funzionalit ed i comandi specifici di GrADS nascondendo quindi all utente tutta la complessit derivante dall utilizzo diretto di GrADS I dati possono essere visualizzati usando una variet di tecniche grafiche tutte estremamente personalizzabili grafici a linee e a barre diagrammi a dispersione isolinee piene e vuote linee di flusso campi vettoriali e punti di stazione risultati dell elaborazione possono essere esportati in formato PostScript oppure come immagini grafiche di tipo bitmap Le impostazioni di default di GrADS permettono la visualizzazione di dati scientifici in maniera standard tuttavia utente pu operare qualsiasi tipo di modifica all aspetto di quanto prodotto Sono stati sviluppati una serie di script per ottenere un output grafico che si adattasse al meglio allo scenario da rappresentare Particolare attenzione stata riposta su diversi aspetti della visualizzazione quali la palette dei colori rappresentanti i vari livelli di inquinamento i caratteri Pagina 270 di 286 delle etichette numeriche relative agli inquinanti la def
350. ta la concreta capacit della catena WRF EMEP CHIMERE di simulare le conseguenze di variazioni nella tecnologia delle emissioni complessive o per settori definiti industria servizi traffico o per l installazione di nuovi impianti emissione trasformazione e ricaduta al suolo di inquinanti da sorgenti locali puntiformi In linea di massima sufficiente modificare con opportuni coefficienti alcuni o tutti i parametri i dati di emissione forniti dal modulo reale EMEP per valutare i benefici o i peggioramenti che si otterrebbero da dette variazioni Inoltre il modulo CHIMERE non stato utilizzato appieno nel corso elle analisi condotte nell ambito di questo Progetto Regionale per motivi di tempi e di costi E possibile infatti esplicitare l andamento quantitativo di un gran numero di inquinanti a concentrazioni molto pi basse di quelli delle sostanze che sono state considerate esplicitamente nel corso di questo studio E gi possibile attualmente ri analizzando i file numerici utilizzati da CHIMERE di calcolare le concentrazioni di altri inquinanti benzene BTX SO2 etc che negli ultimi tempi si era gi cominciato a monitorare da parte di alcune Centraline per esempio ad Acerra WP6 3 9 Capacit di valutare la Qualit dell Aria a breve oggi domani dopodomani E possibile in principio non limitarsi a fare delle previsioni meteorologiche anche locali come possibile gi oggi ma utilizzare la catena WRF EMEP CHIMER
351. tazioni fisse Centraline e postazioni del Laboratorio mobile In rosso gli sforamenti dei limiti di attenzione previsti dalla Normativa di Legge Per quel che riguarda il valore registrato in un orario di forte traffico a via Consalvo Fuorigrotta per gli NO il livello di sforamento di 250 ue m non stato in realt raggiunto erch esso si riferisce al solo NO e non alla somma di tutti gli ossidi di azoto lo stesso dicasi per i dati registrati a Nola Molto pi grave invece la situazione registrata a San Nicola la Strada nei pressi del nodo delle autostrade come era da aspettarsi E possibile dimostrare attraverso un DEMO che sar allegato a questa Relazione come si possa comunque concludere che le aree centro occidentalidella Citt di Napoli presentano un maggior inquinamento rispetto alla periferia orientale e alle zone collinari della citt Per il CO l unica centralina ARPAC in funzione era quella di Napoli Ferrovia che ha registrato valori compresi tra 0 6 e 1 4 mg m quando non erano al di sotto della soglia di sensibilit della strumentazione automatica A partire dal 18 giugno anche questa Centralina ha smesso di funzionare Per il CO i valori misurati dallo strumento del Laboratorio Mobile a via Consalvo CERTITEC il 6 8 aprile 2011 non superavano 1 5 mg m i I valori medi giornalieri misurati dal Laboratorio Mobile a Monte s Angelo non superavano 0 6 mg m i valori medi giornalieri misu
352. te dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia In conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati validati soddisfacentemente nel periodo invernale e semiprimaverile l applicazione nel periodo primaverile qui riportata quindi del tutto soddisfacente e potr essere utilizzato anche per produrre previsioni Ci porta a sottolineare nuovamente quanto detta in_ precedenza che cio la disposizione delle Centraline ARPAC solo in alcuni quartieri dei Capoluoghi urbani porta a sottovalutare i dati di inquinamento di intere aree della Regione lontane dalle aree urbane E sintomatico inoltre che le Centraline ARPAC disposte nella zona di Acerra non indicano valori particolarmente elevati di inquinamento almeno rispetto ad altre aree industriali o a nodi autostradali individuati dagli scenari prodotti dalla catena di simulazione Questa constatazione potrebbe essere giustificata con varie ipotesi 1 una buona dispersione dei prodotti di emissione dovuta all altezza dei camini delle varie linee dell inceneritore
353. ti emissioni italiane e per la Campania fino al 2007 dal Consorzio ISPRA EMEP WP4 1_A3_ Banca dati emissioni totali per l Italia sotto forma di Trends annuali per ciascun inquinante e di Mappe di emissione sintetiche nelle due griglie 0 5 x 0 5 proiezione di Mercatore e 50 x 50 km WP4 1_A4_ Banca dati emissioni italiane dal Consorzio ISPRA e emissioni mensili stimate con dei fattori differenziali stagionali per la Campania per il 2009 e il 2010 Pagina 110 di 286 WP4 2 Relazione Generale Task 4 2 Laboratorio Mobile PREMESSA Il Task 4 2 come gi riportato nella Relazione Generale articolato in due fasi separate una relativa alla rilevazione degli inquinanti gassosi attraverso la strumentazione ETLBUS e l altra relativa alla rilevazione delle polveri sottili attraverso la strumentazione DUSTSCAN Il Laboratorio mobile stato allestito in due versioni una con installazione su furgone per raggiungere in breve tempo siti del territorio urbano e regionale ed un altra su installazione in versione portatile seppure non di limitatissime dimensioni per l utilizzo in luoghi non raggiungibili attraverso furgone ad es terrazzi Il laboratorio mobile inoltre stato utilizzato in due modalit per entrambe le serie di misure 1 il furgone stato posizionato in varie localit della Regione Campania e sono stati determinati i dati per un tempo limitato indagine rapida a campione 2 il furgone stato utilizzato per tras
354. ti nei pressi del Monaldi tra 4 5 e 28 7 ug m Le differenze riscontrate tra i due sistemi di rilevazione rientrano nelle oscillazioni complessive riscontrate in tutto il periodo primaverile e dipendono dalla diversa collocazione sul territorio cittadino delle stazioni fisse Centraline e postazioni del Laboratorio mobile Nota bene in tutto il mese di maggio qualche dato era registrato per il PM 5 nella centralina della Scuola Vanvitelli al Vomero in Napoli con valori quasi sempre inferiori a quelli del PM o di cui rappresentano una frazione pi sottile ma pi coerenti con quelli misurati dal Laboratorio Mobile WPS5 4_1 2 Misure degli inquinanti gassosi Per gli NO le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi nei primi giorni di aprile forniscono solo pochi valori compresi tra 9 e 50 ug m situazione che si ripete nei giorni successivi Per tutto il mese di maggio e giugno le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 11 e 43 ug m per le 1 2 o in qualche caso 3 stazioni funzionati a Napoli Citt tra 11 e 45 ug m per una centralina di Salerno fino al 3 giugno tra 9 e 39 ug m per due delle centraline di Acerra Qualche misura isolata in questi stessi intervalli venivano registrata da una centralina di Caserta e da una di Benevento Nel mese di luglio una solo Centralina di Napoli Ospedale Santobono registrava valori di NO2 compresi tra 22 e 62 ug
355. ti verso le prime ore della sera alla fine della insolazione quando le reazioni secondarie fotoindotte e la calma dei venti fanno ristagnare questo gas prodotto dalle combustioni uesti valori sembrano per sottostimati in quanto inferiori a quelli del NO nel corso delle giornate tranne che alle ore di molte mattine quando sono paragonabili In realt all atto della emissione da un motore o da una caldaia PNO presente in rapporto tra 10 1 e 20 1 rispetto al biossido NO ma i processi ossidativi in atmosfera procedono molto rapidamente specie se si tratta di fumi caldi per cui il rapporto si avvicina rapidamente all unit o addirittura a valori nettamente inferiori D altra parte una analisi dei dati messi in rete dalla Regione Lazio suggeriscono dei rapporti NO NO NO dell ordine di 1 1 1 67 nell atmosfera valori che registrano la situazione una volta che i fumi caldi contenenti i due inquinanti si siano diluiti e mescolati con l aria normale e abbiano reagito con l ossigeno atmosferico molto pi concentrato di quello residuo negli stessi fumi fuoriuscenti dalla bocca del combustore quale esso sia Conclusione si pu affermare che complessivamente gli Scenari prodotti con il programma utilizzato sono stati validati soddisfacentemente e quindi detto programma pu essere considerato uno strumento affidabile in fase sia di applicazione che di previsione Ci porta anche a sotto
356. to forma di medie giornaliere il confronto con le concentrazioni riportati nelle Mappe degli scenari sembra anche in questo caso abbastanza soddisfacente Gli scenari in realt risultano molto pi dettagliati essendo riportati per ogni ora del giorno Il confronto migliora ulteriormente se non si tiene conto del primo giorno rappresentato problema che insito nella natura della catena WRF EMEP CHIMERE e in particolare nell ultimo stadio di quest ultima I valori massimi valutati nel periodo invernale da ottobre 2010 a febbraio 2011 variano tra 35 e 100 g m che variano a secondo dell ora del giorno e della posizione geografica Tali valori sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra le Centraline nei giorni finali dell anno e il 3 gennaio segnalano valori fino a 75 90 g m a Caserta ed Acerra 120 g m a Salerno In tutto questo periodo i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC raggiungevano solo in pochi casi valori di 100 g m Alcune punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione I valori calcolati sembrano quindi coerenti con a quelli misurati in alcuni giorni dalle Centraline ARPAC Si tenga d altra parte presente che l atmosfera della Regione Campania caratte
357. tralina Scuola di via Settembrini che il giorno 16 12 2009 indicava 29 ug m Questa campagna di misure servita anche per effettuare una ricalibrazione dello strumento mediante confronto con strumenti a Norma di Legge 16 dicembre 2010 via De Roberto e traverse adiacenti Napoli EST la determinazione delle polveri sottili PM fornivano un valore di 19 ug m e in alcuni punti al riparo della sopraelevata anche di soli 8 ug m Nello steso periodo le centraline ARPAC delle Ferrovie segnalavano un valor medio giornaliero di 27 e quella di via Argine di 47 ug m Sembrerebbe che nel breve periodo di misura nei dintorni di via De Roberto questa localit sia stata particolarmente ventilata e che non vi siano sorgenti locali considerevoli 18 19 e 21 dicembre 2010 misure continuative con postazione fissa su di una terrazza di un piano alto nei dintorni di Piazza IV Giornate la determinazione delle polveri sottili PMjo fornivano valori variabili tra 6 5 e 15 5 ug m a secondo dell ora e soprattutto dell attivit del cantiere nella adiacente via D Isernia Nello steso periodo la centralina ARPAC dell Ospedale Santobono segnalava un valore medio giornaliero di 37 ug m Poich la postazione fissa era collocata su di una terrazza al sesto piano abbastanza ventilata mentre la centralina ARPAC situata nel cortile dell Ospedale la discrepanza del tutto accettabile Pagina 157 di 286 27 dicembre 2010 7 gennaio 2011 misure
358. trati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi urbani sono ancora al di sotto dei livelli di attenzione previste dagli standard di Qualit dell Aria con l eccezione del 30 dicembre a Benevento dove vi stato lo sforamento del livello di attenzione D M 60 del 2 aprile 2002 Andamento analogo si riscontrato nei primi giorni di gennaio 2011 I valori pi alti calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE forniscono valori medi con punte massime di 80 110 g m il giorno 3 gennaio luned 2011 sulla Napoli Canosa Bari in corrispondenza degli svincoli Avellino Salerno e Avellino Benevento e della zona Industriale di Avellino Est evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane alla ripresa delle attivit all inizio del nuovo anno Lo stesso si osservato per i dati di fine gennaio e primi di febbraio 2011 i risultati calcolati dalla catena WRF EMEP CHIMERE hanno indicato abbastanza uniformemente valori medi orari tra 5 e 40 g m con punte massime tra le 7 e le 8 del mattino del 28 gennaio su tutto il territorio regionale A partire dal 27 mattina si sono calcolati valori di 70 80 g m e anche di 100 g m nelle ore serali in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli e del Nodo Autostradale della Caserta Salerno con la Napoli Canosa Alla ripresa dell anno nuovo e fino ai primi di febbraio le Centraline ARPAC nei Capoluoghi hanno r
359. trumenti a Norma di Legge non trasportabili Si deciso che le localit prescelte per le misure non fossero strettamente adiacenti alle localizzazioni delle Centraline ARPAC Fase caratterizzata da clima invernale dal 14 al 16 dicembre 2009 il 14 dicembre 2009 a Santa Maria Capua Vetere la determinazione delle polveri sottili PM fornivano un valore di 26 g m il 15 dicembre 2009 in varie localit della Provincia di Caserta le concentrazioni misurate variavano dai 7 8 g m di Capua e Lusciano ai 24 26 di Aversa e ai 29 g m di Villa Literno il 16 dicembre infine le concentrazioni misurate variavano dai 19 g m di Maddaloni ai 28 g m di Caserta Citt ai 32 g m di Santa Maria a Vico e ai 37 38 g m di San Felice a Cancello e di Cervino localit queste ultime pi vicine all inceneritore di Acerra Nello stesso periodo le centraline ARPAC di Caserta segnalavano valori medi giornalieri di 19 22 g m tranne una sola centralina Scuola di via Settembrini che il giorno 16 12 2009 indicava 29 g m Fase caratterizzata da clima estivo In dettaglio riferendosi ai giorni riportati nella introduzione si pu effettuare la seguente analisi 23 e 26 luglio 2010 le determinazioni delle polveri sottili PM o in varie localit della Citt di Napoli da Bagnoli all Eremo dei Camaldoli registrano valori compresi tra 5 5 e 21 g m questi valori sono intermedi tra quelli medi giornalieri registrati dalla centralina ARPAC dell
360. ttata dalla necessit di monitorare essenzialmente i composti maggiormente responsabili dell inquinamento dell aria al fine di validare i modelli di Qualit dell aria Questi modelli tengono conto dei fenomeni di emissione di trasporto di trasformazione chimica e fotochimica e di ricaduta di inquinanti gassosi e Pagina 111 di 286 di polveri fini di origine antropica Tali composti sono il monossido di carbonio CO gli ossidi d azoto NOx l ozono 03 e le polveri PM10 Per far fronte a queste esigenze come gi premesso si scelto di effettuare il monitoraggio con un laboratorio mobile d analisi costituito da un furgone fornito dalla CERTITEC sul quale sono state istallate due stazioni una stazione multiparamentrica 1 ETL BUS della UNITEC di propriet della Societ CERTITEC in grado di effettuare in continuo le analisi Un analizzatore in continuo DUST SCAN Sentinel della R amp P di propriet del Dipartimento di Chimica della Universit Federico II per l analisi del particolato PM 0 Questa ultima strumentazione per le sue dimensioni ridotte semplice da collocare e ha a sua volta una sua alimentazione completamente autonoma che consente di effettuare analisi sia direttamente a livello stradale che su terrazze o balconate Per sviluppare la banca dati delle misure d inquinamento storiche Task 4 3 sono state utilizzati i dati disponibili raccolti dalle centraline fisse dell ARPAC implementati da quelli d
361. tto 310 420 nm dando luogo ad NO e ossigeno atomico che reagendo a sua volta con l ossigeno molecolare O2 dell aria produce l ozono e per reazione con composti organici volatili vari tipi di radicali L NO quindi considerato il principale responsabile dell inquinamento smog fotochimico caratteristico in particolare delle giornate soleggiate e viene prodotto da tutte le combustioni industriali dal traffico urbano e autostradale ma anche ad opera del traffico aereo e ferroviario nonch delle attivit agricole meccanizzate Gli scenari in una prima fase sono stati preparati relativamente ai giorni seguenti caratterizzati da clima autunnale 6 9 ottobre 2010 e invernale 15 20 dicembre 2010 25 30 dicembre 2010 2 7 gennaio 2011 26 31 gennaio 2011 31 gennaio 6 febbraio 2011 In una seconda fase sono stati preparati scenari relativamente ai giorni seguenti caratterizzati da clima semi primaverile Pagina 135 di 286 1 8 marzo 2011 8 15 marzo 2011 16 23 marzo 2011 I risultati sotto forma di mappe orarie riportanti curve di livelli di concentrazioni al suolo relative al territorio della Campania Coordinate 40 3 N 41 3 N e 13 4 E 14 9 E sono stati raccolti su di un DVD che costituisce la Banca Dati WP4 4_ Allegato_ A10 Il Dominio 3 indicato sulle Mappe si riferisce ai dettagli delle stesse Mappe riportati per ciascun passo di 1 x 1 km I risultati stessi vengono confrontati con i dat
362. tto il territorio indagato pi in dettaglio i valori risultano tra 10 e 30 ug m con una punta inferiore a 10 ug m sull area di Napoli e con valori tra 20 e 40 ug m con minimi di 10 15 e punte massime di 80 110 ug m in corrispondenza della Circonvallazione esterna di Napoli dell Asse mediano e dei Nodi Autostradali della Caserta Salerno con la Napoli Canosa e con la Napoli Pompei Salerno a secondo dell ora e del giorno I valori pi alti si sono registrati nei giorni 17 e 18 dicembre venerd e sabato 2010 evidente la connessione tra le condizioni meteorologiche e l incremento del traffico di merci sulle strade extraurbane in previsione dei consumi festivi interessanti nodi In tutto il periodo valutato i valori calcolati pi alti 100 110 ue m autostradali extraurbani risultano come sforamenti degli Standard di Qualit dell Aria come dalle normative di Legge previste per stimare il grado di pericolosit dell inquinamento D M no 60 del 2 04 2002 che recepisce le Direttive Europee e sostituisce i precedenti del 1992 94 25 30 dicembre 2010 gli scenari registrano valori oscillanti con punte estreme di 5 100 ug m su tutto il territorio indagato pi in dettaglio i valori risultano tra 10 e 30 ug m con una punta inferiore a 10 ug m sull area di Napoli e con valori con minimi di 5 15 ug m e punte massime di 80 110 ug m all alba del 25 dicembre in corrispondenza della Circonvall
363. ug m uesti valori sembrano apparentemente sovrastimati in quanto paragonabili o superiori a quelli dell NO Un primo elemento si riconnette al fatto che atmosfera della Regione Campania caratterizzata al tempo stesso da componenti fortemente ossidanti NO e O3 e da componenti chimicamente riducenti Oltre al CO tra questi ultimi vanno annoverati i composti organici volatili uesti ultimi provengono da varie fonti da combustioni parziali da emissioni di depositi di solventi o carburanti da emissioni della vegetazione insieme di queste sostanze i cosiddetti precursori dell ozono impediscono un rapido consumo dell ozono stesso ad opera di reazioni secondarie anche in condizioni di buona insolazione come l NO anche l O tende ad essere fotoscisso dalla radiazione nel vicino U V Negli ultimi giorni di aprile le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano tra 48 e 90 ug m con delle punte di 100 105 ug m a Caserta ed Acerra Per tutto il mese di maggio le medie giornaliere registrate dalle Centraline ARPAC oscillavano a secondo dei giorni tra 43 e 96 Pagina 188 di 286 ug m per due di quelle di Napoli qualche giorno ne funzionavano anche 4 valori tra 43 e 95 ug m venivano registrati da una centralina a Benevento tra 54 e 106 ug m in una centralina di Salerno e tra 62 e 104 ug m per le due di Acerra A partire dal 28 giugno tutte le Centraline di Napoli Citt h
364. uinanti ecc Per quanto riguarda il calcolo delle emissioni degli inquinanti dell aria questo pu essere fatto a partire dagli inventari ufficiali delle emissioni resi pubblici da enti specializzati come ISPRA EMEP ecc vedere modulo B per ulteriori analisi Il software rivolto a coloro che si occupano di previsioni meteorologiche analisi e studio di scenari sulla qualit dell aria e sull impatto globale degli agenti inquinanti sul territorio vedere modulo B per ulteriori dettagli ed stato sviluppato per un utilizzo nell ambito della catena modellistica WRF CHIMERE in quanto producendo dati di output in formato NetCDF4 descritto nel modulo B del progetto pu integrarsi perfettamente con il modello di qualit dell aria CHIMERE utilizzato nell ambito del progetto Tale modello infatti necessita dati di input in formato NetCDF Nell ambito della catena modellistica l utilizzo di questo software consiste essenzialmente nella creazione dei dati meteorologici di input necessari al software CHIMERE questi dati possono riassumersi in 8 Campo tridimensionale della velocit del vento Campo tridimensionale del tensore della diffusione turbolenta 10 Campo bidimensionale della velocit di frizione 11 Campo bidimensionale dell altezza di mescolamento 12 Campo bidimensionale dell altezza di Monin Obukhov 13 Campo bidimensionale dell altezza di rugosit 14 Campo bidimensionale della radiazione solare total
365. ut all interno della directory temporanea creata dal doSetup Una volta che la namelist input stata aggiornata si pu far girare l eseguibile realexe che generer per ciascun dominio file nominati come di seguito wrfinput_d01 wrfbdy_d01 ecc 4 3 Lo Script WRF Questo script esegue il modulo Wrf del WRF Richiede 5 input gli stessi degli script precedenti doMetgrid e doReal scratchDir tarFile initialDate hours numberOfNests Questi file assieme a quelli generati dal WPS sono necessari per l esecuzione della simulazione cio per lanciare il wrf exe Dopo aver controllato che il numero di nest sia corretto lo script linka logicamente i numerosi file necessari all esecuzione di questo modulo real exe presenti nella sottodirectory run della directory principale del WRF descritta nella variabile GRIDWRF_ROOT Essendo il modulo principale e pi complesso del modello quello che integra nel tempo e nello spazio le equazioni approssimate Pagina 82 di 286 numericamente che descrivono l atmosfera sono numerosi i file da linkare e da rendere quindi disponibili all eseguibile durante il suo funzionamento Lo script crea a partire dagli input dati altre variabili necessarie all esecuzione del WRF e concatena il tutto nella namelist necessaria al funzionamento dell eseguibile wrf exe L utente deve settare in questa namelist i numerosi parametri che riguardano le opzioni fisiche e numeriche del m
366. utomaticamente Per prima cosa viene mostrata a video l intestazione della stessa emiCTN CHIMERE EMISSIONS PRE PROCESSOR Last update March 2008 Ad ogni step verranno mostrate a video le operazioni che lo script sta eseguendo e l esito delle stesse Creating correct compilation makefile Domain coordinate file already existing home NomeUtente chimere V200709D domains HCOORD COORD_FVG10 Create temporary work directory FVG10 tmp now in FVG10 tmp creating output directory home NomeUtente chimere BIGFILES EMI_CTN La prima riga molto importante in quanto indica la corretta compilazione dei sorgenti L ultima riga indica invece il percorso finale degli output dell applicazione ovvero dei file NetCDF Successivamente Number of pollutants to treat 7 Raw domain size 100 x 84 Preparation of input for ctn2chimere Indica che l applicazione sta processando i dati di emissione e elaborando la conversione in formato NetCDF Pagina 95 di 286 A questo punto lo script procede configurando l ambiente di esecuzione e le variabili di ambiente mostrando a video export ecc Una volta elaborati i risultati questi vengono scritti all interno della cartella di output chimere BIGFILES EMI_CTN A video viene mostrata la corretta avvenuta della scrittura dei risultati all interno dei file specifici nella cartella di output gt writing results to file home NomeUtente chimere BIGFILES EMI_CTN EMIS
367. valori di PM compresi tra 30 e 36 ug m sull area di Napoli e di 45 65 ug m nelle notte 6 7 luglio in corrispondenza di una probabile tempesta di sabbia da OSO Il principale riferimento visivo riportato sulle Mappe il profilo di costa del Litorale Domizio e dei Golfi di Pozzuoli Napoli e Salerno questo profilo prodotto nel primo stadio della catena di simulazione cio il modulo WRF Nota bene i dati riportati nell analisi degli scenari per quello che riguardano i valori massimi si vedano gli sforamenti dalle medie orarie consentite dalle Normative di Legge segnati sopra in rosso si riferiscono ad aree del territorio Campano distanti dai Capoluoghi Pagina 165 di 286 come riportato sopra I valori minori delle simulazioni si riferiscono invece ai Capoluoghi di Provincia o ad Acerra Gli scenari in realt danno gli andamenti ora per ora per i vari giorni con evidenti punte di massima nelle ore del tardo pomeriggio e della sera Essi altres tengono conto delle condizioni meteorologiche per cui i massimi pi accentuati vengono riscontrati nei periodi secchi anche invernali mentre tendono ad abbassarsi almeno per il PM nei giorni di pioggia e nelle ore pi piovose Complessivamente quindi si pu ben ritenere che i dati forniti dagli Scenari sviluppati con le Metodologie e i Programmi presentati in questo Progetto siano del tutto coerenti con i limitati dati forniti dalle centraline urbane fisse Gli Scenari per a
368. vengono rese disponibili agli script successivi Gli script doGeogrid doUngrib e doMetgrid eseguono i moduli Geogrid Ungrib e Metgrib ovvero la fase di pre processing del WRE Gli script doReal e doWrf eseguono i moduli Real e Wrf ovvero quelli che rappresentano la fase di processing del modello WRF L ultimo script complementare al modello WRF perch realtivo alla fase di post processing grafico Di seguito si analizza nel dettaglio come sono strutturati gli script sopra elencati le principali caratteristiche e funzionalit e Script doSetup Pagina 58 di 286 In questo script e definito un insieme di function quest ultime vengono pi volte utilizzate all interno dello stesso e durante il setup del modello WRF Questo script viene appositamente caricato da ogni altro script successivo e quindi costituisce una specie di repository di diverse function che permette quindi di definire nuove funzionalit nell ambito degli script bash che diventano disponibili una volta che stato caricato lo script doSetup mediante il comando source GRIDWRF_ROOT sbin doSetup Vien meno quindi la necessit di dover ridefinire ogni volta una function necessaria per l esecuzione Nel doSetup sono state definite 9 function di cui se ne descrivono le principali finalit 1 getPropertyValue Prendendo come valore di input il nome della variabile d ambiente d interesse il path del file da controllare e una parola chiave setta la variabile
369. ventennio intercorso dalla creazione del primo formato NetCDF sono state sviluppate diverse varianti Per questo progetto stata utilizzata la versione pi aggiornata il formato NetCDF 4 La caratteristica di base della struttura del formato NetCDF la rappresentazione dei dati mediante variabili dimensioni ed attributi Una variabile un vettore multidimensionale i cui elementi sono tutti dello stesso tipo Una variabile pu anche avere attributi cui sono associati dei valori con un preciso nome Ciascuna variabile ha una precisa struttura specificata mediante la dichiarazione delle dimensioni Le variabili possono condividere le dimensioni come nel caso di variabili definite su una stessa griglia Una delle dimensioni specificate per una variabile pu essere di lunghezza indeterminata in modo che possono essere aggiunti continuamente dati Pagina 91 di 286 Nella versione NetCDF 4 il file contiene come primo elemento nella gerarchia della struttura un gruppo che non viene nominato Ciascun gruppo pu contenere una o pi variabili dimensioni attributi gruppi e tipi Una variabile un array multidimensionale i cui elementi sono tutti dello stesso tipo A differenza delle precedenti versioni del NetCDF ci sono 12 diversi tipi di variabili e fino a 4 tipi specificabili dall utente Inoltre pi di una dimensione di una determinata variabile pu essere di lunghezza indefinita in modo da aggiungere efficientemente nuovi valori
370. viduare le categorie emissive pi inquinanti anche se il software specificamente progettato per l elaborazione dei dati di emissione necessari per il software CHIMERE Pagina 38 di 286 Scenari di emissione alternativi potranno essere elaborati sulla base degli interventi di riduzione delle emissioni Utilizzando dati meteo climatici rappresentativi di periodi tipici giorno tipo estivo o invernale infrasettimanale o festivo ecc sar possibile accertare con il modello CHIMERE l efficacia delle iniziative di riduzione delle emissioni sulla qualit dell aria non solo per le specie direttamente immesse in atmosfera ma anche per quelle formatisi in seguito alle rete di reazioni chimiche e fotochimiche Sar possibile agire su ciascuna categoria emissiva attraverso un interfaccia grafica in modo da poter definire una variet molto ampia di interventi di riduzione delle emissioni Modello di Diffusione Trasporto e Trasformazione degli inquinanti Le specifiche richieste al software CHIMERE sono le seguenti e area presa in considerazione Regione Campania e dati forniti dal modello concentrazione oraria al suolo di CO NOx SOx 03 dei COV PM10 PM2 5 ed opzionalmente degli altri inquinanti presi in considerazione nello schema cinetico e risoluzione spaziale alla quale sono forniti i dati di concentrazione 9 x 9 chilometri nelle direzioni orizzontali per l Italia e simulazioni di 3 x 3 per la regione Campania r
371. vvisorio dovuto ad ingorghi di traffico in assenza di vento e presenza di forte insolazione T media 15 C limite 250yg m 15 20 dicembre 2010 i valori simulati variano tra 2 7 ppbv 5 ug m in piena notte e 24 ppbv 47 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 35 50 ppbv 68 97 ug m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 e le prime della sera 17 19 T media 10 C 25 30 dicembre 2010 i valori simulati variano tra 2 7 in piena notte a 24 ppbv 5 47 ug m in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo con punte che arrivano anche a 35 45 ppbv corrispondenti a 68 87 ug m nelle prime ore della sera 17 19 soprattutto sul raccordo Avellino Salerno 2 7 gennaio 2011 i valori simulati variano tra 6 ppbv 15 ug m in piena notte e 15 ppbv 29 ug m con punte in Napoli centro soprattutto tra Mergellina e via Duomo che arrivano anche a 35 ppbv il 5 1 2011 e 45ppbv il 2 1 2011 68 87 ug m nelle prime ore delle mattinate tra le 6 e le 9 e le prime della sera 17 19 Un massimo era registrato nell area di Caserta 30ppbv 58 ug m I valori calcolati sono abbastanza coerenti con i valori medi giornalieri registrati dalle Centraline ARPAC nei Capoluoghi e quando disponibili con quelli di Acerra ma le punte massime orarie relative ad alcune aree di Napoli citt sembrano dovute ad un accumulo provvisorio dovuto ad

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