Le simulazioni del Progetto MEGAPOLI:
confronti con le simulazioni di MINNI
A. D’Allura, S. Finardi, P. Radice, C. Silibello
1-2 Nov 2010 - 2nd Annual MEGAPOLI Meeting (Hamburg, Germany)
Messaggi
Le nostre simulazioni producono una quantità di dati che spesso non
utilizziamo e che forniscono, invece, informazioni molto utili. Alcuni esempi
forniti dalle simulazioni effettuate da ARIANET all’interno del progetto
MEGAPOLI;
Utilizzo di dati di AOD (dati MODIS/rete AERONET) per una più completa
valutazione delle nostre simulazioni. Un esempio dal progetto MEGAPOLI;
“Data assimilation” ?
Il confronto delle simulazioni MINNI/Nord-Italia e MEGAPOLI/Po Valley
suggerisce
l’ipotesi
che
simulazioni
innestate
EUROPA/ITALIA/MACROREGIONI possano fornire stime più corrette
relativamente al PM
Le nostre simulazioni
producono una
quantità di dati che
spesso non utilizziamo
e che forniscono,
invece, informazioni
molto utili. Alcuni
esempi forniti dalle
simulazioni effettuate
da all’interno del
progetto MEGAPOLI
Po Valley simulations
Nested domains
G1
G2
Po Valley simulations
(June, December 2005)
Runs over Po Valley considering two nested domains.
FARM:
•SAPRC99 gas phase chemical mechanism / aero3 aerosol module
•Rosenbrock solver– ROS3
•Space resolution: 16 and 4 km (horizontal); 16 levs, up to 10 km (vertical)
Emissions:
•Anthropogenic: TNO data set ( 7 km resolution); Italian data set (ISPRA - Province
level); Regional data sets (INEMAR - Municipal level);
•BIOGENIC: SURFPro Isoprene and Terpenes from vegetation, PM (fine and coarse) from
aeolian resuspension and sea salts, wind influence;
Meteorology:
•RAMS;
IC/BC:
•MPI MATCH – Global scale: gaseous species
•GOCART – Global scale: Climatological aerosols
Po Valley simulations
Emission inventories
Italy - ISPRA
(Province level)
Regions - INEMAR
(Municipal level)
TNO data set
( 7 km resolution)
PROCESS CONTRIBUTIONS
Computed from hourly balance terms computed
runtime over inner model grid
Po Valley simulations
Process contribution to PM2.5 [g]
In/Out flows
4.E+10
Gain/Inflow
3.E+10
2.E+10
1.E+10
0.E+00
-3.E+10
Loss/Outflow
-4.E+10
Hor_inflow
June 2005
Hor_outflow
Top_flow
Net_flow
Net_flow = Hor_inflow + Hor_outflow + Top flow
179
-2.E+10
177
175
173
171
169
167
165
163
161
159
157
155
153
151
-1.E+10
Po Valley simulations
Process contribution to PM2.5 [g]
Other processes
2.0E+10
1.5E+10
BIOGENIC SOA
1.0E+10
5.0E+09
0.0E+00
Emitted
June 2005
Dep
Aerosol
179
-2.0E+10
177
-1.5E+10
175
-1.0E+10
173
171
169
167
165
163
161
159
157
155
153
151
-5.0E+09
Po Valley simulations
Process contribution to PM2.5 [g]
Biogenic emissions (terpenes) -> SOA
1.8E+08
1.6E+08
TRP1 emissions
1.4E+08
1.2E+08
1.0E+08
8.0E+07
6.0E+07
4.0E+07
2.0E+07
0.0E+00
180
178
176
174
172
170
168
166
164
162
160
158
156
154
152
3.00E+09
2.50E+09
BIOGENIC SOA
2.00E+09
1.50E+09
1.00E+09
5.00E+08
180
178
176
174
172
170
168
166
164
162
160
158
156
154
152
June 2005
0.00E+00
1.50E+09
300
1.25E+09
295
1.00E+09
290
7.50E+08
285
5.00E+08
280
2.50E+08
275
0.00E+00
Isoprene emissions: during
daylight between April and
October;
Terpenes emissions: full year
180
178
305
3.00E+09
300
2.50E+09
295
2.00E+09
290
1.50E+09
285
1.00E+09
280
5.00E+08
275
0.00E+00
180
178
176
174
Emission
172
170
168
166
164
162
160
158
156
154
Tavg
Terpenes Emissions [g]
Emission
152
June 2005
176
174
172
170
Isoprene/Terpene emissions
(daily integral over all
domain)
168
Tavg: ground level average
temperature at noon;
166
164
162
160
158
156
154
152
Tavg
Temperature dependence;
Isoprene Emissions [g]
305
T [K]
T [K]
Po Valley simulations
Biogenic emissions vs Temperature
Po Valley simulations
Process contribution to O3
Chemistry vs Temperature
2.0E+10
T [K]
300
1.5E+10
295
1.0E+10
290
5.0E+09
0.0E+00
285
180
178
176
174
172
170
168
June 2005
166
164
162
160
158
156
154
152
Tavg
Chemistry
Tavg: ground level average temperature at noon, O3 Chemistry: daily integral
O3 Chemistry [g]
2.5E+10
305
Po Valley simulations
Process contribution to CO [g]
CO production from Isoprene/terpenes ozonolysis
{190} ISOPRENE + O3 = 0.266 OH + 0.066 RO2_R + 0.008
RO2_N + 0.126 R2O2+ 0.192 MA_RCO3 + 0.275 CO +
0.592 HCHO + 0.1 PROD2 + 0.39 METHACRO + 0.16
MVK + 0.204 HCOOH + 0.15 RCO_OH
{194} TERP + O3 = 0.567 OH + 0.033 HO2 + 0.031 RO2_R
+ 0.18 RO2_N + 0.729 R2O2+ 0.123 CCO_O2 + 0.201
RCO_O2 + 0.157 CO + 0.235 HCHO + 0.205RCHO +
0.13ACET + 0.276PROD2 + 0.001GLY + 0.031 BACL +
0.103 HCOOH + 0.189 RCO_OH + TRP1AER (->AORB)
Po Valley simulations
Process contribution to CO [g]
Other processes
Chemistry ?
1.5E+09
1.0E+09
5.0E+08
0.0E+00
-1.5E+09
Emission
June 2005
Chemistry
Net_flow
Dry deposition is negligible and wet deposition is not considered for CO
180
-1.0E+09
179
178
177
176
175
174
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
162
161
160
159
158
157
156
155
154
153
152
-5.0E+08
Po Valley simulations
Process contribution to CO [mol]
Chemistry/interpretation
Chemistry [mol]
8.0E+06
6.0E+06
4.0E+06
2.0E+06
0.0E+00
June 2005
ISOP
TRP1
180
CO
179
-8.0E+06
178
-6.0E+06
177
-4.0E+06
176
175
174
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
-2.0E+06
Particle dry deposition velocity
Po Valley simulations
PM: Process contribution/dimensional analysis
Net flows [g]
Accumulation mode particles
may be transported outside
Po Valley region (because of
lower dry deposition).
Inflow
179
177
175
173
171
169
167
165
163
161
159
157
155
153
151
5.E+09
4.E+09
3.E+09
2.E+09
1.E+09
0.E+00
-1.E+09
-2.E+09
-3.E+09
-4.E+09
-5.E+09
Outflow
Aitken
Accumulation
Coarse
0
179
177
175
173
171
169
167
165
163
161
159
-50
-100
-150
-200
-250
Accumulation
Coarse
Aitken
Aitken mode
157
155
153
June 2005
0.00
-1.00
-2.00
-3.00
-4.00
-5.00
-6.00
-7.00
-8.00
-9.00
-10.00
151
Negligible outflow from Po
Valley region, for Aiken and
Coarse mode particles, due to
dry deposition process.
Accumulation/Coarse
modes
Dry deposition / Emission
Po Valley simulations
Process contribution to HNO3 [g]
Other processes
HNO3 nigh time production
due to chemistry
less dissolution of HNO3 in
the particles?
2.5E+08
2.0E+08
1.5E+08
1.0E+08
5.0E+07
0.0E+00
180
Dep
179
June 2005
Chemistry
178
Aerosol
177
-2.0E+08
176
-1.5E+08
175
-1.0E+08
174
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
162
161
160
159
158
157
156
155
154
153
152
-5.0E+07
Po Valley simulations
Process contribution to HNO3 [mol]
Aerosol processes
2.5E+06
2.0E+06
1.5E+06
1.0E+06
5.0E+05
0.0E+00
180
179
178
177
176
175
174
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
162
161
160
159
158
157
156
155
154
153
152
-5.0E+05
-1.0E+06
-1.5E+06
-2.0E+06
-2.5E+06
170
169
168
5.0E+06
0.0E+00
-5.0E+06
167
5.0E+05
0.0E+00
-5.0E+05
166
1.5E+07
1.0E+07
165
1.5E+06
1.0E+06
164
June 2005
2.5E+07
2.0E+07
163
The decrease in the
PM
liquid
water
content leads to less
dissolution of HNO3
in the particles
2.5E+06
2.0E+06
-1.0E+06
-1.5E+06
-1.0E+07
-1.5E+07
-2.0E+06
-2.5E+06
-2.0E+07
-2.5E+07
HNO3
Nitrate (aerosol)
Water (aerosol)
Po Valley simulations
Process contribution to HNO3 [g]
Other processes
1.5E+08
1.0E+08
5.0E+07
0.0E+00
0
364
363
362
Dep
361
Dec. 2005
Chemistry
360
Aerosol
359
-1.5E+08
358
-1.0E+08
357
356
355
354
353
352
351
350
349
348
347
346
345
344
343
342
341
340
339
338
337
336
335
-5.0E+07
Po Valley simulations
Process contribution to HNO3 [g]
Aerosol processes
1.5E+08
1.0E+08
5.0E+07
0.0E+00
0
364
363
362
361
360
359
358
357
356
355
354
353
352
351
350
349
348
347
346
345
344
343
342
341
340
339
338
337
336
335
-5.0E+07
-1.0E+08
3.5E+05
6.0E+07
3.0E+05
5.0E+07
2.5E+05
4.0E+07
2.0E+05
3.0E+07
1.5E+05
2.0E+07
1.0E+05
1.0E+07
5.0E+04
0.0E+00
0.0E+00
362
360
358
SO4
356
354
NO3
352
350
NH4
348
346
344
342
340
338
336
334
Dec. 2005
7.0E+07
SO4
No further HNO3 reacts
with ammonia to form
volatile salts
NH4, NO3
-1.5E+08
Aerosol types
RSO4
NH
4
4
SO
from [Nenes et al., 1998 ] …based on the value of this ratio [in the
simulations we do not include sodium and chloride], following types of
aerosols are defined:
• Sulfate rich (free acid): This is when RSO4 < 1. The sulfates are in
abundance and part of it is in the form of free sulfuric acid. In this case,
there is always a liquid phase, because sulfuric acid is extremely
hygroscopic (i.e., DRH is 0%);
• Sulfate rich (non free acid): This is when 1 RSO4 < 2. There is enough
ammonia to partially (but not fully) neutralize the sulfates. The sulfates
are a mixture of bisulfates and sulfates, the ratio of which is
determined by thermodynamic equilibrium;
• Sulfate poor: RSO4 2: There is enough ammonia to fully neutralize the
sulfates. In this case, excess ammonia can react with the other species
(HNO3, HCl) to form volatile salts.
June 2005
RSO4
NH
4
4
SO
Sulfate rich
(1 RSO4 < 2)
Scen_50
Scen_0
Dec. 2005
RSO4
NH
4
4
SO
Sulfate poor
(RSO4 2)
Scen_50
Scen_0
NO-3
Scen_0
Scen_50
ANO3
1.00
Absolute differences
with the “Base case"
-50%
0.75
0.50
50% reduction of emis.
leads to a reduction of
conc. greater than 50%
0.25
0.00
2.00
Annihiliation (-100%)
1.50
1.00
0.50
0.00
June 2005
NO-3
Scen_0
Scen_50
ANO3
2.5
50% reduction of emis. leads
to a reduction of conc. lower
than 50%
2.0
Absolute differences
with the “Base case"
-50%
1.5
1.0
0.5
0.0
5
Annihiliation (-100%
4
3
2
1
0
Dec. 2005
Po Valley simulations
Po-Valley tracers emissions
“CO” and “PM fine” tracers are emitted only in the Po Valley region (green); are transported and
deposited (dry and wet); chemical and aerosol precesses are not considered (chemically not
reactive).
Po Valley simulations
“CO” tracer
CO
CO tracer
Base case – Scen_0
Base case
Absolute differences
June 2005
Base case concentrations
Po Valley simulations
“CO” tracer
CO
CO tracer
Base case – Scen_0
Base case
Absolute differences
Dec. 2005
Base case concentrations
Utilizzo di dati di AOD (dati MODIS/rete
AERONET) per una più completa valutazione
delle nostre simulazioni.
Un esempio dal progetto MEGAPOLI
AOD, Jan
FARM
Terra (MODIS)
I campi di AOD satellitari vengono confrontati con I campi medi mensili prodotti da FARM relativi
alle ore 12 (media mobile esaoraria). I campi medi osservati potrebbero non essere congruenti
con quelli stimati a seguito delle possibile mancanza di dati satellitari.
AOD, Jun
FARM
Terra (MODIS)
AERONET Stations
AOD at 550 nm
0.6
Palencia
El Arenosillo
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Apr-05
May-05
Jun-05
Jul-05
Avignon
Barcelona
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
0.6
Feb-05
Jan-05
Dec-05
Nov-05
0.7
0.6
Mar-05
AOD at 550 nm
0.7
0.6
Feb-05
Jan-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
Dec-05
Nov-05
Oct-05
lug-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
giu-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
Jan-05
mag-05
apr-05
gen-05
Jan-05
Feb-05
Mar-05
feb-05
Apr-05
May-05
Jun-05
Jul-05
mar-05
Aug-05
Sep-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
0
0
0.5
AOD at 550 nm
AOD at 550 nm
0.7
MODIS
AERONET
FARM
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
AOD at 550 nm
0
Dec-05
0.1
0
Feb-05
Jan-05
0.1
0.1
0
0.1
Jan-05
0.5
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.3
0.3
0.3
0.3
0.4
0.4
0.2
0.7
0.3
0
0
0.6
Cabauw
Palaiseu (Paris)
0.4
0.4
0.4
0.2
0.2
0.5
0.5
0.3
0.3
0.6
0.6
0.4
0.4
0.7
Cabo da Roca
0.7
0.5
0.5
0.2
0.2
0.7
0.5
AOD at 550 nm
AOD: FARM vs MODIS and Aeronet, data
AOD at 550 nm
Mainz
Karlsuhe
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Belsk
SMHI
Jun-05
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Dec-05
Nov-05
lug-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
giu-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
gen-05
Jan-05
Feb-05
Mar-05
feb-05
Apr-05
May-05
Jun-05
Jul-05
mar-05
Aug-05
Sep-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
Jan-05
mag-05
0
apr-05
0.1
0
Apr-05
0.6
Mar-05
0.7
0.6
May-05
0
Apr-05
0.1
0
Mar-05
AOD at 550 nm
0.6
Feb-05
Jan-05
Dec-05
Nov-05
0.5
AOD at 550 nm
AOD at 550 nm
0.7
0.6
Feb-05
Jan-05
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
0.2
0.2
0.2
0.2
AOD at 550 nm
0.7
MODIS
AERONET
FARM
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
Jan-05
0.1
0
Erdemli
Minsk
0.4
0.4
0.4
0.3
0.3
0.1
Feb-05
Jan-05
0.5
0.5
0.5
0.6
0.6
0.2
0.2
0.7
Cabo da Roca
0.7
0.3
0.3
0
0
0.4
0.4
0.4
0.4
0.2
0.7
0.3
0.1
0.6
0.1
0.1
0.5
0.5
0.3
0.3
0.7
0.5
AOD at 550 nm
AOD: FARM vs MODIS Aeronet, data
AOD at 550 nm
Venice
Ispra
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
Nov-05
Dec-05
Sep-05
Oct-05
lug-05
Sep-05
Aug-05
Oct-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
giu-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
Jan-05
mag-05
0
gen-05
Jan-05
Feb-05
feb-05
Mar-05
Apr-05
May-05
Jun-05
Jul-05
mar-05
Aug-05
Sep-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
apr-05
0.1
0
Sep-05
0
May-05
0.6
Aug-05
0
Apr-05
0.7
0.6
Jul-05
Rome
Modena
Jun-05
0.1
Mar-05
0
May-05
0.1
Feb-05
Apr-05
May-05
Jun-05
Jul-05
Aug-05
Sep-05
Oct-05
Nov-05
Dec-05
Jan-05
0.1
0
Apr-05
AOD at 550 nm
0.6
Mar-05
0.5
AOD at 550 nm
AOD at 550 nm
0.7
0.6
Feb-05
AOD at 550 nm
0.7
MODIS
AERONET
0.2
0.2
Jan-05
Dec-05
Nov-05
Oct-05
Sep-05
Aug-05
Jul-05
Jun-05
May-05
Apr-05
Mar-05
Feb-05
Jan-05
0.1
0
Mar-05
Lampedusa
Lecce
0.4
FARM
0.3
0.3
0.1
Feb-05
Jan-05
0.5
0.2
0.2
0.4
0.4
0.2
0.7
0.3
0.1
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0.5
0.5
0.3
0.3
0.6
0.6
0.4
0.4
0.7
Cabo da Roca
0.7
0.5
0.5
0.3
0.3
0.7
0.5
AOD at 550 nm
AOD: FARM vs MODIS Aeronet, data (ITALY)
EMEP PM10 Stations
PM10 - daiy average (June) [ g m-3]
120
120
100
100
80
80
Predicted
Predicted
PM10 - daiy average (January) [ g m-3]
60
60
40
40
20
20
0
0
120
100
Observed
80
60
40
20
0
120
100
80
60
40
20
0
Observed
O3 EMEP Network
Ozone - max 1 h [ g m-3]
240
200
Predicted
160
120
80
40
0
240
200
160
120
80
40
0
Observed
FARM
SILAM
1.7.2009, NO2 near-surface concentrations from FARM-ARIANET and SILAM-FMI
O3
Comparison with some Norvegian observations
http://tarantula.nilu.no/projects/ccc/emepdata.html
NO0001 Birkenes
NO0039 Kårvatn
NO0041R Osen
NO0043 Prestebakke
NO0048 Voss
NO0052 Sandve
NO0056 Hurdal
-3
g m
250
250
200
200
Prestebakke
Birkenes
18/07/2009 00:00
19/07/2009 00:00
20/07/2009 00:00
21/07/2009 00:00
22/07/2009 00:00
23/07/2009 00:00
24/07/2009 00:00
25/07/2009 00:00
26/07/2009 00:00
27/07/2009 00:00
28/07/2009 00:00
29/07/2009 00:00
30/07/2009 00:00
31/07/2009 00:00
17/07/2009 00:00
18/07/2009 00:00
19/07/2009 00:00
20/07/2009 00:00
21/07/2009 00:00
22/07/2009 00:00
23/07/2009 00:00
24/07/2009 00:00
25/07/2009 00:00
26/07/2009 00:00
27/07/2009 00:00
28/07/2009 00:00
29/07/2009 00:00
30/07/2009 00:00
31/07/2009 00:00
12/07/2009 00:00
13/07/2009 00:00
14/07/2009 00:00
15/07/2009 00:00
16/07/2009 00:00
17/07/2009 00:00
16/07/2009 00:00
15/07/2009 00:00
14/07/2009 00:00
Hurdal
Sandve
13/07/2009 00:00
11/07/2009 00:00
0
12/07/2009 00:00
10/07/2009 00:00
0
11/07/2009 00:00
09/07/2009 00:00
50
10/07/2009 00:00
08/07/2009 00:00
07/07/2009 00:00
06/07/2009 00:00
05/07/2009 00:00
04/07/2009 00:00
03/07/2009 00:00
02/07/2009 00:00
50
01/07/2009 00:00
100
01/07/2009 00:00
02/07/2009 00:00
03/07/2009 00:00
04/07/2009 00:00
05/07/2009 00:00
06/07/2009 00:00
07/07/2009 00:00
08/07/2009 00:00
09/07/2009 00:00
10/07/2009 00:00
11/07/2009 00:00
12/07/2009 00:00
13/07/2009 00:00
14/07/2009 00:00
15/07/2009 00:00
16/07/2009 00:00
17/07/2009 00:00
18/07/2009 00:00
19/07/2009 00:00
20/07/2009 00:00
21/07/2009 00:00
22/07/2009 00:00
23/07/2009 00:00
24/07/2009 00:00
25/07/2009 00:00
26/07/2009 00:00
27/07/2009 00:00
28/07/2009 00:00
29/07/2009 00:00
30/07/2009 00:00
31/07/2009 00:00
100
09/07/2009 00:00
200
08/07/2009 00:00
200
07/07/2009 00:00
250
06/07/2009 00:00
30/07/2009 00:00
29/07/2009 00:00
28/07/2009 00:00
27/07/2009 00:00
26/07/2009 00:00
25/07/2009 00:00
24/07/2009 00:00
23/07/2009 00:00
22/07/2009 00:00
21/07/2009 00:00
20/07/2009 00:00
19/07/2009 00:00
18/07/2009 00:00
17/07/2009 00:00
16/07/2009 00:00
15/07/2009 00:00
14/07/2009 00:00
13/07/2009 00:00
12/07/2009 00:00
11/07/2009 00:00
10/07/2009 00:00
09/07/2009 00:00
08/07/2009 00:00
07/07/2009 00:00
06/07/2009 00:00
250
05/07/2009 00:00
0
05/07/2009 00:00
300
04/07/2009 00:00
0
04/07/2009 00:00
300
03/07/2009 00:00
50
03/07/2009 00:00
-3
300
02/07/2009 00:00
50
02/07/2009 00:00
g m
-3
g m
300
01/07/2009 00:00
100
31/07/2009 00:00
100
01/07/2009 00:00
-3
150
150
150
150
g m
O3
Comparison with some Norwegian observations
Data assimilation
Sistema MINNI
Run “NI1” 2005 a 4 km
Test assimilazione medie annuali BRACE
Sistema MINNI
Concentrazioni medie annuali di NO2
Sistema MINNI
Medie annuali NO2 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA)
52
48
44
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
[ug/m3]
Sistema MINNI
Medie annuali NO2 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA) + assimilazione
52
48
44
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
[ug/m3]
Sistema MINNI
Confronto speditivo con database BRACE
In via preliminare sono state prese in considerazione tutte le stazioni BRACE
disponibili, senza selezione e controlli di coerenza; anche la tipologia
fondo/industriale/traffico e rurale/suburbana/urbana è stata mutuata direttamente
da quella presente nella base dati.
Sistema MINNI
Medie annuali NO2 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA)
Confronto su tutte le stazioni di fondo (122)
100
MILANO - JUVARA
80
CORMANO
MILANO - P.CO
LAMBRO
calc. [g/m3]
ARESE
SARONNO - SANTUARIO
60
C.SO FIRENZE
TO_1272_TO_LINGOTTO
BUSTO ARSIZIO - ACCAM
LIMITO
MONTE SAN PANTALEONE
MAGENTA
BRESCIAVF
- VIA ZIZIOLA
QUARTIERE ITALIA
OSIO
SOTTO
NO_3106_VERDI
ACQUASOLAARCONATE
MANDRIA
- VIA MEUCCI
PAVIA -BERGAMO
VIA FOLPERTI
VIMERCATE
PARCO BISSUOLA
TO_1309_VINOVO
PRCTDLA
CANTU' - VIAMODENA
MEUCCI - NONANTOLANA
MOTTA
VISCONTI
TREZZO
D'ADDA
BERGAMO
-TO_1171_ORBASSANO
VIA
GOISIS - XX SETTEMBRE
MODENA
LONATO
CASON
CREMA
VIA
INDIPENDENZA
BZ1 VIA- VIA
AMBA
ALAGI
S.OSVALDOCAIROLI
VIALE RISORGIMENTO
CREMA
XI FEBBRAIO
TRENTO GAR
TRENTO
VARESE
-SAN
VIA VIDOLETTI
ROCCO TRENTO
ALPSC
PORTO
CN_4003_ALBA
VEN
VENEZIA
SACCA
FISOLA
AT_5005_DACQUISTO
CN_4078_CUNEO
ERBAMODENA - CARPI 2
ROVERETO LGP
QUARTONO_3156_VERBANIA
SALORNO
GIOVI
LUCINICO
CORTE
DEI
CORTESI
MAGGIOLINA
FOLLO
SAREZZO - VIA MINELLI
CHIAPPA
AT_5012_BUTTIGLIERA
CENGIO1
BELLUNO-CITTA'
GAMBARA
BI_2012_BIELLA1
CN_4201_SALICETO
LUGAGNANO
RIVA GAR
BI_2046_COSSATO
VIPITENO
MOCOMERO
TO_1099_MANDRIA
SONDRIO - VIA MERIZZI
VC_2016_BORGOSESIA
VARENNA
RENON
BORGO VAL
NO_3118_PIEVEVERGONTE
COLICO
Febbio
LACES
LA THUILE
MONTE
ZONCOLAN
- SUTRIO
CHIAVENNA
MONTE
GAZA
BORMIO
40
20
0
0
20
40
60
meas. [g/m3]
80
100
Sistema MINNI
Medie annuali NO2 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA) + assimilazione
Confronto su tutte le stazioni di fondo (122)
100
80
MILANO - JUVARA
calc. [g/m3]
CORMANO
ARESE
TO_1272_TO_LINGOTTO
60
BRESCIA - VIA ZIZIOLA
VIALE RISORGIMENTO
BERGAMO
VIA MEUCCI
MILANO
- -P.CO
LAMBRO
NO_3106_VERDI
TO_1309_VINOVO
SARONNO
- SANTUARIO
BUSTO
ARSIZIO
- ACCAM
TO_1171_ORBASSANO
MONTE SAN PANTALEONE
MAGENTA VF
C.SO FIRENZE
PAVIA - VIA FOLPERTI
OSIO SOTTOMANDRIA
ARCONATE
BERGAMO -QUARTIERE
VIA GOISIS ITALIA
VIMERCATE
PRCTDLA
TRENTO GAR
CANTU' - VIA MEUCCI
ACQUASOLA
MOTTA
VISCONTI
MODENA
NONANTOLANA
AT_5005_DACQUISTO
TRENTO
PSC
PARCO CREMA
BISSUOLA
- SAN
VIA INDIPENDENZA
ROCCO TRENTO
AL
PORTO
MODENA
- XX
SETTEMBRE
VEN
CN_4003_ALBA
CASON
CREMA
XI FEBBRAIO
BZ1 VIA- VIA
AMBA
ERBA ALAGI
LONATO
VARESE
- VIA
VIDOLETTI
TREZZO
CN_4078_CUNEO
D'ADDA
ROVERETO LGP
NO_3156_VERBANIA
LIMITO
LUCINICO
CAIROLI
MODENA
- CARPI 2
LUGAGNANO
BI_2012_BIELLA1
RIVA
CORTEGIOVI
DEI
CORTESI
VENEZIA
SACCA GAR
FISOLA
S.OSVALDO
GAMBARA
SALORNO
BI_2046_COSSATO
SAREZZO
- VIA MINELLI
CENGIO1
BELLUNO-CITTA'
MOCOMERO QUARTO
CN_4201_SALICETO
AT_5012_BUTTIGLIERA
VC_2016_BORGOSESIA
FOLLO
MAGGIOLINA
VARENNA
TO_1099_MANDRIA
CHIAPPA
VIPITENO
SONDRIO
- VIA MERIZZI
COLICO
RENON
BORGO VAL
NO_3118_PIEVEVERGONTE
Febbio
LACES
MONTE
GAZA
CHIAVENNA
THUILE
MONTELA
ZONCOLAN
- SUTRIO
BORMIO
40
20
0
0
20
40
60
meas. [g/m3]
80
100
Sistema MINNI
Concentrazioni medie annuali di PM10
Sistema MINNI
Medie annuali PM10 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA)
52
48
44
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
[ug/m3]
Sistema MINNI
Medie annuali PM10 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA) + assimilazione
52
48
44
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
[ug/m3]
Sistema MINNI
Confronto speditivo con database BRACE
In via preliminare sono state prese in considerazione tutte le stazioni BRACE
disponibili, senza selezione e controlli di coerenza; anche la tipologia
fondo/industriale/traffico e rurale/suburbana/urbana è stata mutuata direttamente
da quella presente nella base dati.
Sistema MINNI
Medie annuali PM10 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA)
Confronto su tutte le stazioni di fondo (122)
100
MILANO - JUVARA
calc. [g/m3]
80
60
ARESE
SARONNO - SANTUARIO
MANDRIA
LIMITO
MODENA - XX SETTEMBRE
MAGENTA
VFDI NOVARA
TREVISO - VIA
LANCIERI
VIALE RISORGIMENTO
VILLA ADA
MANTOVA
VIA
VENEZIA SACCA FISOLA ARIOSTO
MODENA - CARPI
2 - VIA
CREMA
INDIPENDENZA
OSIO
SOTTO
VIMERCATE
CANTU'AL
- VIA
MEUCCI
CASON
SAN
ROCCO
PORTO
BERGAMO
- VIA
MEUCCI
40
GHERARDI
20
ERBA
TORCHIAROLO
SAREZZO
- VIA MINELLI
CENVS1S. Pancrazio
Salentino
CENSG1
SONDRIO - VIA MERIZZI
VIPITENO
FONTECHIARI
LACES
BORMIO
0
0
20
40
60
meas. [g/m3]
80
100
Sistema MINNI
Medie annuali PM10 - 2005
Run “IT1” a 4 km (inventario ISPRA) + assimilazione
Confronto su tutte le stazioni di fondo (122)
100
80
calc. [g/m3]
MILANO - JUVARA
60
ARESE
MAGENTA
MANTOVA
- VIA VF
ARIOSTO
MANDRIA
SARONNO
- SANTUARIO
OSIO SOTTO
TREVISO - VIA LANCIERI DI NOVARA
CASON - VIA MEUCCI
BERGAMO
MODENA - XX SETTEMBRE
CANTU' - VIA MEUCCI
VIALE RISORGIMENTO
SAN ROCCO AL PORTO
40
VIMERCATE
MODENA - CARPI
2 - VIA INDIPENDENZA
CREMA
VENEZIA
SACCA
FISOLA
LIMITO
ERBA
GHERARDI
SAREZZO - VIA MINELLI
20
SONDRIO - VIA MERIZZI
VIPITENO
BORMIO
LACES
0
0
20
40
60
meas. [g/m3]
80
100
Il confronto delle simulazioni MINNI/Nord-Italia e
MEGAPOLI/Po Valley suggerisce l’ipotesi che
simulazioni innestate
EUROPA/ITALIA/MACROREGIONI possano fornire
stime più corrette relativamente al PM
MEGAPOLI-Po Valley simulations
Nested domains
•
•
•
•
•
MEGAPOLI
2-way nesting (Central EUROPE-Po
Valleey);
Meteo: RAMS (venti piu’ intensi)
SAPRC99 KPP
Emissions: TNO, INEMAR, ISPRA 2005
BC: MPIMATH (gas), GOCART (aerosol)
MODELS:
FARM (MEGAPOLI and MINNI)
EMEP
MPI-MATCH
GOCART (aerosol, climatological)
Monthly averages (June)
PM2.5
MINNI
MEGAPOLI
EMEP
GOCART
PM10
MINNI
MEGAPOLI
EMEP
GOCART
PM2.5-10
MINNI
MEGAPOLI
EMEP
GOCART
O3
MINNI
MEGAPOLI
EMEP
MPIMATCH
MEGAPOLI-Po Valley simulations
Influence of BCs:
Nested domains vs 1-way nesting
1-5/6/2005: 5 days average
RUNS
• Nested domains: 2-way nesting
(Central EUROPE-Po Valley) using
MPIMATH
(gas),
GOCART
(aerosol) fields for BCs
• 1-way nesting: EMEP fields for
BCs
PM2.5
(average 1-5/6/2005)
Nested domains
1-way nesting (EMEP_BCs)
PM10
(average 1-5/6/2005)
Nested domains
1-way nesting (EMEP_BCs)
PM2.5-10
(average 1-5/6/2005)
Nested domains
1-way nesting (EMEP_BCs)
O3
(average 1-5/6/2005)
Nested domains
1-way nesting (EMEP_BCs)
Messaggi
La versione “OpenSource” di FARM potrebbe essere applicata alla
campagna della TRISAIA per verificarne le potenzialità (es. meccanismo
chimico più aggiornato e utilizzo del modulo di trasferimento radiativo).
Nelle prossime simulazioni MINNI utilizzare il file di output “balance.dat”.
Contiene informazioni utili alla interpretazione dei risultati!!
L’utilizzo dei dati di AOD e più in generale dei campi prodotti dai satelliti
fornisce informazioni che possono supportare la fase di valutazione del
sistema modellistico (confronto tra campi).
il modulo di assimilazione implementato in FARM consente di integrare
ancor più compiutamente il “sistema MINNI”, gli inventari delle emissioni ed
il dataset BRACE, al fine di produrre mappe di qualità dell’aria sul territorio
nazionale e sulle macroregioni sempre più realistici (non appropriato per
studi di scenario).
L’inserimento di un dominio a scala europea potrebbe determinare una
migliore stima dei livelli di inquinamento sul territorio nazionale.
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