Gli impatti dell’inquinamento atmosferico sugli ecosistemi naturali e antropici. ENEA, 23-24/01/2014

Silvano Fares*

*Laboratorio di ecofisiologia e biometeorologia del CRA-RPS

web: http://rps.entecra.it/staff_member_17

silvano.fares@entecra.it

Anthropogenic

Pollution

Sunlight

NO2

NOO3

O3HO2RO2

hv

VOC Emission & Deposition

Oak forest in Castelporziano, central Italy. Photo by S. Fares

Wet & Dry Deposition

Ozone deposition processes, BVOC fluxes

and the interactions with the photochemical

cycle which leads to ozone formation in a

Mediterranean forest Ecosystem

Interazioni tra ecosistemi forestali mediterranei ed inquinamento urbano:

Rimozione di inquinanti dell’aria e impatto sull’assimilazione di carbonio

Outline:

Cosa lega l’assorbimento di inquinanti, i BVOC e la fisiologia della pianta?

INTRODUZIONE

CASI di STUDIO

Misure sperimentali: dalla

foglia all`ecosistema

Attività modellistica

Tower-

based

micromet.

systems

Spatial scale

leaf Canopy Landscape Regional/global

Enclosure

systems

Aircraft

based

microm.

systems

Mass

balance:

ambient

concentration

and inverse

modeling

L’ozono si forma a partire da reazioni

fotochimiche in cui prendono parte NOx

, VOC e radicali OH

La fotochimica porta alla formazione di ozono

Aerosol e particolato: risultato di emissioni primarie e chimica

atmosferica

San Francisco, California, USA

Sao Paolo, Brazil

Mexico City, Mexico

Beijing, China

Rome, Italy

Ozono in bassa troposfera: una crescente minaccia per le

piante

L`ozono della stratosfera protegge la vita

sulla terra dai dannosi raggi ultravioletti

(UV)

L`ozono nella troposfera e` dannoso!

Ossidante per gli esseri viventi, gas a

effetto serra

EPA (2010)

1. Deposizione stomatica. L`ozono viene rimosso quando entra attraverso le aperture stomatiche, ma provoca danno!

O3 uptake

2. Deposizione su suolo e cuticole. Processo di adsorbimento

O3

O3

O3

3. Chimica in fase gassosa. Reazione tra ozono e BVOC

O3 O3 O3

“deposizione non-stomatica”

Ruolo delle piante nel rimuovere ozono

• I regolamenti dettati dalla UE volti a stabilire livelli critici di ozono per le piante, si

basano per lo piu` su stime di esposizione cumulata rispetto una concentrazione

soglia (es AOT40, SUM0)

• Negli ultimi anni stiamo acquisendo la

consapevolezza che una stima di

flusso stomatico accumulato e` un

parametro piu` idoneo rispetto alle

concentrazioni atmosferiche, poichè

include l`analisi della fisiologia della

pianta e i diversi fattori ambientali che

regolano l`uptake di ozono

Oggetto del meeting ICP vegetation la

prossima settimana…

Regolamenti UE: UNECE-ICP International Cooperative Programme on Modelling

and Mapping of Critical Loads and Levels and Air Pollution Effects, Risks and

Trends

Biogenic (BVOC)

1- 10 %

L`emissione di BVOC da parte delle piante

La pianta “ricicla” carbonio fissato fotosinteticamente riemettendolo in atmosfera in forma di VOC

Suolo

Atmosfera

+O3, NO3, OH

Interazioni con altri

organismi

Pianta

difesa della pianta

Ecosistema

VOC + NOx Ozono

I BVOC come componenti chiave nelle interazioni biosfera-atmosfera

VOC + Ozono O2 + VOC(RH)

Messaggi chimici nel

suolo, difesa da patogeni

Misura dei flussi di CO2, H2O, ozono, PM, NOx, VOC

e attività modellistica, principali interrogativi:

3. Possiamo stimare il danno da ozono sulla vegetazione attraverso tecniche

non distruttive?

1. Possiamo quantificare la quantità di inquinanti rimossi dalla vegetazione

urbana?

2. Possiamo prevedere questo fenomeno con modelli di deposizione?

4. Qual è l’effetto dell’emissione di VOC sulla chimica dell’atmosfera dei paesi

Mediterranei?

~ 6000 ha, 25 km from Rome

downtown

Anthropogenic

Pollution

Sunlight

NO2

NOO3

O3HO2RO2

hv

VOC Emission & Deposition

Oak forest in Castelporziano, central Italy. Photo by S. Fares

Wet & Dry Deposition

Ozone deposition processes, BVOC fluxes

and the interactions with the photochemical

cycle which leads to ozone formation in a

Mediterranean forest Ecosystem

I siti sperimentali all’interno della tenuta Presidenziale di

Castelporziano

Da gennaio 2012, nel sito sperimentale oltre ai

flussi di CO2, H2O, e CH4, vengono misurati i

seguenti parametri:

Precipitazione, PAR, Radiazione netta, Radiazione

solare incidente, direzione e intensità del vento,

temperatura ed umidità dell’aria e del suolo, flusso

di calore nel suolo, bagnatura fogliare,

concentrazione e flussi di VOC, ozono e ossidi di

azoto.

PTR-MS

Sample

Air inlet

O3 O3

O3

CO2,

H2O

Il flusso verticale viene misurato dalla covarianza tra la

componente verticale della velocita` del vento e la

concentrazione del gas in esame (ozone, CO2, H2O, BVOC),

con frequenza delle osservazioni ~ 10 al secondo!

Il flusso e` il calcolo dello scambio di energia e

materia in un ecosistema

10 m

8.9 m

7.8 m

6.8 m

EC 1

CO2, O3 fast sensors

Metodologia: Eddy covariance

'' XwX

Misure in continuo dei flussi di CO2 e acqua

L’acqua viene rilasciata in atmosfera nel

processo di evaporazione, CO2 viene

immagazzinata grazie alla fotosintesi nella

misura di 600 g C m-2 annuo!

Concentrazione & flussi di ozono

Emissione di precursori, temperatura e dinamiche di espansione

del boundary layer portano al raggiungimento di alte concentrazioni

di ozono nel primo pomeriggio

Flussi di ozono più elevati nelle ore centrali della giornata, annualmente vengono

rimossi fino a 6 g O3 m-2.

Il calcolo del flusso stomatico di ozono: applicazione della

Pennman-Monteith equation

0 5 10 15 20-8

-6

-4

-2

0

Ozone fluxes

nm

ol m

-2 s

-1

Hour of day

Total warm days

Total cold days

Stomatal warm days

Stomatal cold days

)(

)()( 0

stoba

msp

RRR

zeTecE

sto

sto

R

OstomaticoFlusso 3_

L’approccio moltiplicativo di Jarvis, modello empirico per calcolare

la conduttanza stomatica

)}**(,max{*** minmax SWPVPDtemplightphenolsto ffffffgGDOSE

Fares et al. Atmospheric

Environment 2013

)3(*3 concOGFluxODOSEsto

L’approccio meccanicistico di Ball-Berry

0

**G

Ca

RHAmGstoBB

02

*)exp(*G

Ca

ARHbaGstoB

La relazione tra RH e G è espressa dal

coefficiente m (=f(H)), qui formulato a partire

dalle misure di flussi in campo

G0 and m (=7) from leaf-level measurements; A = GPP

Ca= measured at canopy level

A

GCa

AqqLv

FCaHf

aTsata

LE

a

0

)( *)(****

*)(

Fares et al.

Atm. Env.

2013

18

Concentrazione e flussi di altri gas traccia

Turbulence and leaf uptake maximize fluxes during the central hours of the day

Methane emissions from soil

Deposizione di

inquinanti

Stima

Misure in campo

Misure in

laboratorio

• Validazione del modello UFORE-D grazie a risultati di deposizione misurata in

campo e in laboratorio

• Parametrizzazione del modello inserendo parametri sul clima dell’area di studio

• Valutare le specie più idonee per l’utilizzo in urban forestry

MODELLI assimilano risultati dal campo e di laboratorio per prevedere

rimozione degli inquinanti nelle aree urbane

• Species investigated Ailanthus altissima Cupressus sempervirens Pinus pinea Populus x euramericana Quercus cerris Quercus ilex Quercus pubescens Tilia cordata Ulmus minor

• Ozone concentration 100, 200, 300 ppb

IRGA = INFRARED GAS

ANALYZER

(∆ CO₂, ∆ H₂O)

IN = CUVETTE INLET

OUT = CUVETTE OUTLET

Esperimenti in laboratorio: test delle performances fotosintetiche e

rimozione di inquinanti da parte delle principali specie arbore Mediterranee

Zero

Air

Generator

O3

Generator

Cuvette 1

Cuvette 2

GC-MS

PTR-MS

O3

Detector

Licor

(CO2/H2O)CO2

Cylinder

PTR-MS

O3

Detector

L

outinX

A

XXF

F=air Flux

AL=Leaf Area

X = Concentration of CO2, Water,

ozone

Ranking delle principali specie utilizzate nell’Urban Forestry in area

Mediterranea secondo la potenzialità di rimozione di ozono

Validazione del modello con dati rilevati in campo

CASTEL PORZIANO ESTATE

Modelled vs measured ozone fluxes in Castelporziano

Conclusioni parziali relative ai quesiti 1 e 2:

• Le foreste Mediterranee possono rappresentare un sink

attivo di ozono

• Gli stomi rivestono un ruolo importante nella deposizione,

sebbene il loro contributo è spesso minore rispetto alle

deposizioni di natura non-stomatica.

• Modelli empirici e meccanicistici, come Jarvis e Ball-Berry si

sono rivelati validi ma solo se parametrizzati con dati reali

raccolti in campo

3. Possiamo utilizzare i dati raccolti con Eddy Covariance per

stimare i danni da ozono sull’assorbimento di carbonio?

• Lo scopo delle ricerche è dimostrare che l’ozono provoca una diminuzione della

GPP-Gross Primary Productivity, utilizzando flussi di carbonio e deposizione

stomatica di ozono.

• Per questo studio, oltre che ad utilizzare la serie di dati raccolti finora a

Castelporziano, sono stati utilizzati dati raccolti in California in una pineta (Pinus

ponderosa) e un aranceto. Le tre aree sono caratterizzate da un clima

mediterraneo con alti livelli di ozono.

• Abbiamo messo in relazione i flussi di carbonio con la deposizione di ozono

utilizzando metodi statistici tradizionali e wavelet analysis.

Piantagione di Pinus ponderosa, 7 anni di misure

Spesso le massime correlazioni temporali sono state osservate a bassi livelli di GPP,

prima indicazione che l’ozono può avere un effetto…

Correlazione temporale tra GPP e conc. di ozono

Correlazione temporale tra GPP e dep. di ozono

La wavelet coherence analysis mostra che a scala giornaliera le frequenze

della GPP, concentrazione di ozono e deposizione stomatica sono in fase

Fares et

al. Global

Change

Biol. 2013

Piantagione di arance, 1 anno di misure

Correlazione temporale tra GPP e conc. di ozono

Correlazione temporale tra GPP e dep. di ozono

La wavelet coherence analysis mostra che a scala giornaliera le frequenze

della GPP, concentrazione di ozono e deposizione stomatica sono in fase

Bosco misto a Castelporziano, 3 mesi di misure

Correlazione temporale tra GPP e conc. di ozono

Correlazione temporale tra GPP e dep. di ozono

A Castelporziano correlazioni temporali visibili solo nel periodo caldo

La wavelet coherence analysis mostra che a scala giornaliera le frequenze

della GPP, concentrazione di ozono e deposizione stomatica sono in fase

All’aumentare delle concentrazione di ozono, diminuisce la pendenza della relazione

tra GPP e conduttanza stomatica = l’ozono diminuisce l’efficienza fotosintetica!

Fares et

al. Global

Change

Biol. 2013

Uso di statistica regressiva: modello lineare di GPP con predittori corrispondenti alle

principali variabili ambientali, concentrazione e deposizione stomatica di ozono

Y = b1P + b2Q + b3R + ….

Nel modello 4,

che include la

deposizione

stomatica di

ozono,

l’importanza

è altissima,

facendo

pensare che

l’ozono che

penetra

attraverso gli

stomi

diminuisce la

GPP fino al

17%

Case 1Predictors beta multiple R 2 F total beta multiple R 2 F total beta multiple R 2 F total

PAR (umolm -2 s -1 ) -0.722 0.489 46407.180 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.431 0.098 470.028 Soil moisture (%) -0.414 0.115 176.796

VPD (kpa) 0.457 0.492 210.360 VPD (kpa) 0.493 0.156 299.663 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.438 0.209 159.452

Ta ( o C) -0.350 0.499 680.680 Ta ( o C) -0.236 0.162 29.010 VPD (kpa) 0.089 0.215 10.667

Soil moisture (%) 0.087 0.502 320.310 Soil moisture (%) -0.035 0.163 6.161 Ta ( o C) 0.081 0.217 3.257

R-square 0.5 0.17 0.22

slope 0.86 0.74 0.77

df 48399 4338 1351

F 12198 211 94

Case 2

ET (mmolm -2 s -1 ) -0.469 0.483 27355.570 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.253 0.098 470.028 Soil moisture (%) -0.331 0.115 176.796

PAR (umolm -2 s -1 ) -0.308 0.542 3771.650 VPD (kpa) 0.352 0.156 299.663 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.239 0.214 169.705

Soil moisture (%) 0.072 0.546 213.980 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.438 0.234 440.230 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.323 0.233 32.896

VPD (kpa) 0.375 0.547 71.590 Ta ( o C) 0.115 0.235 5.738 VPD (kpa) 0.126 0.245 21.623

Ta ( o C) -0.352 0.551 312.320 Soil moisture (%) 0.032 0.236 5.394 Ta ( o C) 0.121 0.249 7.515

R-square 0.55 0.24 0.25

slope 0.88 0.76 0.78

df 29254 4338 1356

F 7192 267 89.52

Case 3

ET (mmolm -2 s -1 ) -0.469 0.483 27355.570 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.254 0.098 471.990 Soil moisture (%) -0.331 0.115 176.796

PAR (umolm -2 s -1 ) -0.308 0.542 3771.650 VPD (kpa) 0.277 0.156 298.684 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.239 0.214 169.705

Soil moisture (%) 0.072 0.546 213.980 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.453 0.234 441.996 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.323 0.233 32.896

VPD (kpa) 0.375 0.547 71.590 [O 3 ] (ppb) 0.106 0.237 14.196 VPD(kpa) 0.126 0.245 21.623

Ta ( o C) -0.352 0.551 312.320 Ta ( o C) 0.103 0.238 4.598 Ta ( o C) 0.121 0.249 7.515

[O 3 ] (ppb) n.s. n.s. n.s. Soil moisture (%) 0.026002 0.238265 3.5346 [O 3 ] (ppb) n.s. n.s. n.s.

R-square 0.55 0.24 0.25

slope 0.88 0.76 0.78

df 29254 4332 1350

F 7192 225.84 90

Case 4ET (mmolm -2 s -1 ) -0.730 0.473 21686.430 G O3 (m s -1 ) 0.053 0.085 272.181 G O3 (m s -1 ) -0.347 0.240 422.360

G O3 (m s -1 ) 0.271 0.525 2639.770 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.203 0.152 235.276 Soil moisture (%) -0.258 0.293 100.616

PAR (umolm -2 s -1 ) -0.242 0.540 813.270 VPD (kpa) 0.385 0.180 99.428 PAR (umolm -2 s -1 ) -0.199 0.308 28.848

VPD (kpa) 0.252 0.548 446.420 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.461 0.225 168.336 Ta ( o C) 0.134 0.314 10.790

Soil moisture (%) 0.062 0.551 131.650 Ta ( o C) 0.048 0.226 6.805 ET (mmolm -2 s -1 ) -0.056 0.315 2.796

Ta ( o C) -0.082 0.551065 12.11 Soil moisture (%) 0.143966 0.227684 4.8459 VPD (kpa) n.s. n.s n.s

R-square 0.55 0.23 0.315

slope 0.89 0.79 0.79

df 24184 2937 1332

F 4947 144 153

Blodgett Lindcove Castelporziano

Conclusioni parziali relative al quesito 3:

• I dati di assorbimento di Carbonio (GPP) e ozono acquisiti presso 3 siti con clima

Mediterraneo esposti a concentrazioni fitotossiche di ozono troposferico si sono

rivelati utili al fine di comprendere l’effetto limitante dell’ozono sulla vegetazione,

che sembra compromettere la GPP fino al 17%.

• Castelporziano, rispetto ai siti Californiani, è soggetto ad uno stress idrico maggiore,

con una chiusura stomatica che limita l’uptake di ozono. Per questo motivo l’effetto

dell’ozono sulla GPP è risultato meno marcato.

• Le concentrazioni di ozono in California superano tuttavia le 100 ppb, siamo

sicuri che in Italia l’ozono sia il principale fattore di stress abiotico? Qual è l’effetto

del particolato? Work in progress…

4. Qual è l’effetto dell’emissione di VOC sulla chimica dell’atmosfera dei

paesi Mediterranei?

Il flusso di VOC è stato misurato a Castelporziano in una serie di campagne

intensive a partire dal 2007 utilizzando il più avanzato sensore sul mercato, il PTR-

MS

10 m

Lv1: 9.2 m

7.1 m

Lv2: 4.9 m

Lv3: 3.8 m

Lv4: 1 m

PAR 1

PAR 2

PAR 3

l

RH/T

Wind Cup

Rnet Wind S/Dir

intake

Main tower Utility tower

EC 2

EC 1

O3, CO, CO2,

Met., etc.

150 oC

heated

50 oC

heated

PTR

TOF

PTR

MS

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Flu

x (

mg

C m

-2h

-1)

Hour of Day (PST)

237.2210 205.1950 163.1110

155.1370 153.1250 151.1090

149.0940 139.1100 137.1310

137.0970 135.1160 135.0800

133.1000 131.1050 129.0690

127.0730 127.0390 125.0950

125.0590 123.1170 121.1010

121.0310 119.0860 117.0890

115.0730 113.0580 111.1180

111.0800 111.0440 109.1010

109.0660 107.0850 107.0490

105.0710 103.0740 103.0380

101.0920 101.0580 101.0240

99.0778 99.0434 97.1016

97.0650 97.0283 95.0860

95.0486 93.0691 91.0549

89.0585 89.0238 87.0767

87.0428 85.1025 85.0639

85.0282 83.0861 83.0500

83.0135 81.0700 81.0355

79.0546 77.0391 73.0626

73.0291 71.0858 71.0483

69.0707 69.0341 67.0549

63.0428 61.0272 59.0482

57.0694 57.0341 53.0388

47.0468 47.0119 45.0326

43.0540 41.0383 33.0321

31.0180

m/z

I vantaggi di un PTR-TOF-MS

Una moltitudine di composti

possono essere misurati

simultaneamente alla

frquenza di 10 Hz!

Il flusso dei principali VOC a Castelporziano

Dune e Bosco misto

Fares et al. Es & T 2013;

Davison et al. 2007 BGS

0 5 10 15 20

0

2

4

6

Monoterpenes

nm

ol m

-2 s

-1

Sept 2011 Mixed broadleaves

May 2007 Shrubland

0 5 10 15 20

0

0.5

1

Isoprene

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-0.1

0

0.1

0.2

0.3MVKandMACR

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20

0

0.1

0.2

0.3

0.4

Terpenoids

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20

0

0.05

0.1Phenol

Hour of Day

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4Aromatics

Hour of Day

nm

ol m

-2 s

-1

Benzene

Toluene

Trimethylbenzene

Xylenes&ethylbenzene

I flussi raggiungono un

picco massimo durante

le ore centrali della

giornata grazie alla

dipendenza da luce e

temperatura

0 5 10 15 20-2

0

2

4

6Methanol

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-1

0

1

2

3

4Acetone

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-2

0

2

Acetaldehyde

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

Hydroxiacetone

Hour of Day

nm

ol m

-2 s

-1

0 5 10 15 20-0.05

0

0.05Hexanal&Hexenol

Hour of Day

nm

ol m

-2 s

-1 Flussi di VOC ossigenati, emessi in

misura maggiore dall’ecosistema costiero

Il flusso dei principali VOC a Castelporziano (2)

Fares et al. Es & T 2013;

Davison et al. 2007 BGS

Dune e Bosco misto

260 265 270 275 2800

5

10

nm

ol m

-2 s

-1

Monoterpene fluxes

G06 Canopy model slope=1.0873 R2=0.70053 BEF= 3.9394

G06 no canopy model slope=0.52944 R2=0.68794 BEF= 1.9819

260 265 270 275 2800

1

2

nm

ol m

-2 s

-1

Isoprene fluxes

G06 Canopy model slope=0.84198 R2=0.54978 BEF= 0.5808

G06 no canopy model slope=0.41065 R2=0.54434 BEF= 0.29004

255 260 265 270 275 280

290

300

Air T

em

pera

ture

(K

)

255 260 265 270 275 2800

200

400

Day of the Year

de

gre

es

Wind direction255 260 265 270 275 280

0

200

400

600

Sola

r R

ad.

(W m

-2)

Risultati del modello MEGAN – NCAR, USA

Parametrizzazione di un modello di emissioni

)]297(exp[)]ln([1

)]ln([)()](exp[ 2465

22

24021

240216,0

240242306

Tbb

PARPbb

PARPbbPPPbbBEFFG

00831,0

111exp1

00831,0

111exp

)]297(exp[)]297(exp[

212

12

24062465

TTCCC

TTCC

TbTbb

opt

TTT

opt

TT

Fares et al. Es & T 2013;

250 255 260 265 2700

500

1000Solar radiation

W m

-2

Measured Modelled with new BEF Modelled with old BEF

250 255 260 265 270

15

20

25

30

35Air temperature

o C

251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 2740

20

40

60

80

Day of year

pp

b

O3 conc, median values (12:00 to 14:00)

Modeled (old) Modeled (new) Measured (MLIB) Measured (CPZ)

Il modello di emissioni è stato impiegato a livello regionale per tutto il centro-

Italia.

I risultati mostrano che la concentrazione di

ozono troposferico predetta dal modello è

sensibile alle emissioni di VOC: se prevalgono

specie che emettono monoterpeni piuttosto che

isoprene si verifica una diminuzione della

formazione di ozono e raffreddamento dell’aria.

Implicazioni rilevanti per il settore Urban

Forestry!

Conclusioni parziali relative al quesito 4:

• Misurare il flusso di VOC è servito ad acquisire conoscenze specifiche sulle

specie di VOC emessi dalla vegetazione Mediterranea di Castelporziano.

• Se da un lato la vegetazione contribuisce alla rimozione di ozono troposferico,

dall’altro i VOC emessi contribuiscono ex-situ alla formazione di ozono attraverso

reazioni fotochimiche.

• Il modello MEGAN sviluppato all’NCAR ha dimostrato una elevata sensibilità alla

tipologia di VOC emessi dalla vegetazione. Ciò implica che la scelta della

vegetazione da impiegare nel verde urbano richiede un’analisi attenta delle

potenzialità di emissione di composti reattivi.

• Next steps: In collaborazione con il Forschungszentrum, Juelich, Germania,

stiamo valutando il bilancio netto di ozono utilizzando grandi plant chambers

studiando i VOC emessi dalle specie Mediterranee importate dal vivaio della

tenuta di Castelporziano. Il dato ottenuto verrà confrontato con i dati raccolti in

campo e risultanti dall’analisi modellistica.

Grazie a voi per l’attenzione!

Silvano Fares

Laboratorio di ecofisiologia e

biometeorologia del CRA-RPS

Skype: silva_802000

web: http://rps.entecra.it/staff_member_17

Tel. 06 7005413-127

email: silvano.fares@entecra.it

… e al team del laboratorio di

biometeorologia del CRA RPS:

• Flavia Savi

• Daniela Quarato

• Tiziano Sorgi

• Valerio Moretti

• Filippo Ilardi

• Roberto Moretti

… e ai colleghi:

• Allen Goldstein

• Elena Paoletti

• Carlo Calfapietra

• Francesco Loreto

• Giuseppe Scarascia Mugnozza

• Fausto Manes

27/01/2014

Progetti di interesse

Green Infrastructure approach: linking environmental with social

aspects in studying and managing urban forests. Objectives

• To increase the understanding of the role of UF in the context of GI from a scientific

and a socio-economic perspective, in terms of the ecosystem services provided to

people and to the urban environment

• To identify priorities and challenges for future research in the field

• To provide indicators and/or thresholds to be included by policy makers in local,

national or international regulations about GI and UF

• To develop guidelines for GI planners and managers on how to implement GI

approaches with an emphasis on linking the environmental and social services of UF

Effects of Climate Change on Air Pollution

and Response Strategies for European

Ecosystems

http://www.eclaire-fp7.eu/

Ozone and Climate Change Impacts on

French and Italian Forests: Refinement of

criteria and thresholds for forest protection.

http://fo3rest.eu/home/home.php

http://www.greeninur

bs.com/

Letteratura di interesse

Fares S, McKay M, Holzinger R, Goldstein AH (2010) Ozone fluxes in a Pinus ponderosa ecosystem are dominated by non-stomatal processes:

Evidence from long-term continuous measurements. Agricultural and Forest Meteorology, 150, 420–431.

Fares S, Weber R, Park J-H, Gentner D, Karlik J, Goldstein AH (2012) Ozone deposition to an orange orchard: Partitioning between stomatal and non-

stomatal sinks. Environmental Pollution, 169, 258–266.

Park J-H, Goldstein a. H, Timkovsky J, Fares S, Weber R, Karlik J, Holzinger R (2012) Eddy covariance emission and deposition flux measurements

using proton transfer reaction-time of flight-mass spectrometry (PTR-TOF-MS): comparison with PTR-MS measured vertical gradients and fluxes.

Atmospheric Chemistry and Physics Discussions, 12, 20435–20482.

Fares S, Park J-H, Gentner DR, Weber R, Ormeño E, Karlik J, Goldstein a. H (2012) Seasonal cycles of biogenic volatile organic compound fluxes and

concentrations in a California citrus orchard. Atmospheric Chemistry and Physics, 12, 9865–9880.

Fares S, Mereu S, Scarascia Mugnozza G, et al. (2009) The ACCENT-VOCBAS field campaign on biosphere-atmosphere interactions in a

Mediterranean ecosystem of Castelporziano (Rome): site characteristics, climatic and meteorological conditions, and eco-physiology of

vegetation. Biogeosciences, 6, 1043–1058.

Davison B, Taipale R, Langford B, et al. (2009) Concentrations and fluxes of biogenic volatile organic compounds above a Mediterranean macchia

ecosystem in western Italy. Biogeosciences, 6, 1655–1670.

Fares S, Matteucci G, Scarascia Mugnozza G, et al. (2013) Testing of models of stomatal ozone fluxes with field measurements in a mixed

Mediterranean forest. Atmospheric Environment, 67, 242–251.

Fares, S.; Vargas, R.; Detto, M.; Goldstein, A. H.; Karlik, J.; Paoletti, E.; Vitale, M. Tropospheric ozone reduces carbon assimilation in trees:

estimates from analysis of continuous flux measurements. Global change biology 2013.

Calfapietra, C.; Fares, S.; Manes, F.; Morani, a; Sgrigna, G.; Loreto, F. Role of Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) emitted by urban

trees on ozone concentration in cities: A review. Environmental pollution 2013.

J.H. Park, A.H. Goldstein, J. Timkovsky, S. Fares, R. Weber, J. Karlik, R. Holzinger. 2013. Active Atmosphere-Ecosystem Exchange of the Vast

Majority of Detected Volatile Organic Compounds. Science, 341, 643–647. DOI: 10.1126/science.1235053.

silvano.fares@entecra.it http://rps.entecra.it/staff_member_17