Il remote sensing dei gas con tecniche DOAS Andrea Petritoli, Giorgio Giovanelli, Elisa Palazzi,...

Il Il remote sensingremote sensing dei gas con dei gas con tecniche DOAStecniche DOAS

Andrea Petritoli, Giorgio Giovanelli, Elisa Palazzi,

Ivan Kostadinov, Daniele Bortoli, Fabrizio Ravegnani

Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima, ISAC-CNR, Bologna

Remote SensingRemote Sensing gas, ISAC

LaRIA Kick Off, 21 Luglio 2005.

Schema della presentazione

Breve introduzione sulla metodologia

DOAS e sul tipo di strumentazione

impiegata

Attività di ricerca condotta nel gruppo

Possibili collaborazioni/sinergie

all’interno del consorzio

Possibili collaborazioni

all’esterno/trasferimento tecnologico e di

know how



Metodologia e strumentazione

impiegata





impiegata



Instrument Characteristics:Spectroradiometer operating in the UV/Visible (285 – 1100 nm), Res. 0.4 nm;5 optical inputs: 3 with about 10-5 sr Field of View (DOAS), 2 for upward and downward actinic flux measurements through 2 radiometric heads;Holographic grating connected to a fast moving stepper motor (whole spectrum detection in about 2-5 min);CCD 1100x330 pixels sensor, Back Illuminated technology: -30°C ; A Cooling system keeps the spectrometer at a constant temperature.

Input channels

Rotating mirror, sensor and filters

Monochromator

OU

EU


impiegata



Attività di ricerca

Osservazione della composizione chimica della stratosfera

•Misure da aereo di alta quota (M55-Geophysica)

Giovanelli et al., 2005,Petritoli et al., 2002, etc




Osservazione della composizione chimica della stratosfera

•Misure da terra Mt. Cimone (Italia), Terra Nova Bay (Antartide), Stara Zagora (Bulgaria), Evora (Portogallo)

Petritoli et al., 2002b, etc

Mt. Cimone

TNB




Osservazione della composizione chimica della troposfera•Da satellite

Petritoli et al., 2004, etc




Osservazione della composizione chimica della troposfera•Da terra

Strumentazione

Sistema DOAS in configurazione attiva con percorso geometrico variabile

Risultati

Più di 20 specie gassose misurabili contemporaneamente da un solo sistema DOAS




Modellistica di trasferimento radiativo

Palazzi et al., 2005 in press

Comparison between three NO2 SCs simulated by PROMSAR and the NO2 SC measured at ISAC-CNR (Bologna) on 19/07/2003. The spectrometer GASCOD looking at zenith was located on the roof of the ISAC institute at 42 metres of altitude. In A, the interval of solar zenith angles ranges from 20° to 80°, in B from 80° to 95°.

PROMSAR is a radiative transfer model (RTM), based on a Monte Carlo technique, for the interpretation of diffuse solar radiation measurements obtained by spectrometers using DOAS




Modellistica di trasferimento radiativo e metodi di inversione – da terra

Petritoli et al., 2002, 2004

with A = x’/ x (Averaging Kernels) and G= R/ y (Contribution function)

ˆx̂ x ( )(x x ) (b b) Fy y yn a b A I G K G G

A priori information is essential above 35 Km

Information on the real state of the atmosphere can be obtained below 35 Km




Modellistica di trasferimento radiativo e metodi di inversione – da terra

Petritoli et al., 2002, 2004

with A = x’/ x (Averaging Kernels) and G= R/ y (Contribution function)

ˆx̂ x ( )(x x ) (b b) Fy y yn a b A I G K G G




Modellistica di trasferimento radiativo e metodi di inversione – da aereo

Simulazioni di retrieval tomografico ottenuta con il modello TOGART (Tomographic retrieval of GASOCD observations based on the Algebraic Reconstruction Technique)



Collaborazioni interne

Confronto tra strumentazione classica (ARPA - centraline), sistemi DOAS e sensori in situ (UNIFE, IMM, IMEM)

•Validazione interna, necessaria

•Più visibilità verso le ARPA

•Verifica della corrispondenza della strumentazione alle caratteristiche richieste dalle normative (che non vincolano il tipo di strumento ma le prestazioni!)

Perchè

Dove

L’area CNR di Bologna presenta delle strutture già esistenti e concentrazioni di inquinanti relativamente basse adatte a testare il detection limit degli strumenti


Remote SensingRemote Sensing gas, ISACTrasferimento tecnologico e di know how

Progetti in divenire, in accordo anche con le esigenze dei possibili fruitori e con le discussioni/collaborazioni interne al consorzio

Ci sono tuttavia delle linee già marcate di possibili collaborazioni

Sia l’ARPA Emilia Romagna che l’ARPA Lombardia hanno investito pesantemente, nel recente passato, su strumentazione DOAS senza risultati...

Le cause sono state essenzialmente la mancanza di personale qualificato necessità di …

FormazioneFormazione


Remote SensingRemote Sensing gas, ISACTrasferimento tecnologico e di know how

Un’altra area di interesse delle ARPA e Amministrazioni pubbliche in genere, sono le Valutazioni di Impatto Ambientale (VIA)Sviluppo di un mezzo attrezzato con strumentazione remote sensing (DOAS e FTIR in collaborazione con Loccioni per esempio) e di un aereo attrezzato (DOAS, lidar etc)

•Creare delle facilities utilizzabili dalle amministrazioni (Provincia, Regione etc) per il monitoraggio di aree non coperte dalle ARPA e per le VIA

MonitoraggioMonitoraggio

Modellistica e Modellistica e CalcoloCalcolo

•Creare una sinergia con il settore della modellistica per integrare le osservazioni dai mezzi mobili con le simulazioni dei modelli e fornire agli utilizzatori previsioni sulle evoluzioni temporali dei campi chimici e sull’impatto ambientale locale


Conclusione

Pagina web del gruppo

http://www.isac.cnr.it/~trasfene

Grazie dell’attenzione


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