Impatto degli incendi sulla Impatto degli incendi sulla qualità dell’aria: studio qualità dell’aria: studio

modellistico comparativomodellistico comparativo

Sandro Finardi, Mihaela Mircea, Gaia Righini con la collaborazione di

Mikhail Sofiev, Janne Hakkarainen e Jaakko Kukkonen

Plenaria 23-24 Marzo 2011ENEA, Bologna

Punti principali del lavoro effettuato

Identificazione dei periodi di interesse da simulare luglio 2007

Stima delle emissioni a partire dal MODIS Burned Area Product MCD45A1 (500m resolution).

Acquisizione delle emissioni FMI/FAS basate sul MODIS Fire Radiative Power (FRP)

Confronto delle emissioni FMI/FAS e MODIS-BAP.

Simulazione del periodo di interesse (July 2007) con FARM utilizzando del seguenti configurazioni emissive:

Solo emissioni antropogeniche, Emissioni antropogeniche + incendi MODIS-BAP, Emissioni antropogeniche + incendi FMI/FAS.

Analisi delle osservazioni disponibile. Identificazione degli incendi “individuabili” sulle reti di misura disponibili.

Configurazione delle simulazioni per gli Incendi

Risoluzione spaziale:48, 12 km

Griglia verticale:16 liv (fino 10 km)

Emissioni:• ISPRA2005• TNO MEGAPOLI

European inventory

BCs:Campi GEMS per

gases e aerosols

Domini innestati = Sist. di forecast QualeAria

Confronto aree bruciate

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 310

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

ENEA/MODIS-BAP(FMI/FAS)*4

Confronto emissioni

CO

CH

4*1

0

NH

3*1

0

NM

HC

*10

NO

X*1

0

PM

10

PM

2.5

SO

2*10

0.0E+00

2.0E+08

4.0E+08

6.0E+08

8.0E+08

1.0E+09

1.2E+09

1.4E+09

1.6E+09

3.6E+08

1.4E+08

3.9E+07

1.8E+08 1.6E+08

4.2E+07 3.5E+07 2.3E+07

4.6E+09

6.9E+086.4E+08

1.4E+09

6.3E+08

4.6E+08

2.0E+08

ENEA/MODIS-BAPFMI/FAS

Confronto emissioni PM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 310.0E+00

2.0E+06

4.0E+06

6.0E+06

8.0E+06

1.0E+07

1.2E+07

1.4E+07

1.6E+07

ENEA/MODIS-BAP(FMI/FAS)/10

Confronto Aree emissione luglio 2007

ENEA/MODIS-BAP FMI/FAS

Emissioni di PM10 (kg/km2)

FARM-NO FIRES

24/07/2007

FARM-FMI/FAS FARM-ENEA/MODIS

24/07/2007

FARM-ENEA/MODISSILAM-ENEA/MODIS

FARM-FMI/FAS

SILAM-FMI/FAS

FARM anthropogenic SKIRON

FARM + SKIRON Residui

3 * FARM-fires with ENEA/MODIS emissions

0.5 * FARM-fires with FMI/FAS emissions

RIEPILOGO:Stima dell’impatto degli incendi sulla qualità dell’aria

Obiettivi del progetto MINNI:

Definizione di un metodo di riferimento pr la stima delle emissioni degli incendi

Sviluppo di un modulo sperimentale per il trattamento degli incendi da integrare all’interno del sistema modellistico atmosferico MINNI

Stima preliminare dell’impatto degli incendi sulla qualità dell’aria a scala nazionale

Collaborazione con FMI sviluppata all’interno dell’Azione COST ES0602 “Chemical Weather Forecast”

Domande a cui vorremmo rispondere

L’impatto delle emissioni degli incendi sulla qualità dell’aria può essere rilevante dal punto di vista delle direttive Europee?

Il contributo alle concentrazioni di PM (medie annuali e giornaliere) può essere rilevante anche in aree caratterizzate da livelli di concentrazione elevati di origine antropogenica?

Il trasporto long range dei pennacchi degli incendi può avere effetti rilevanti per la valutazione della qualità dell’aria nell’area Mediterranea? Es. gli incendi del 2007 in Grecia e nei Balcani hanno avuto effetti sull’Italia?

Le stime delle emissioni e gli strumenti modellistici disponibili sono adeguati per una valutazione quantitativa dell’impatto degli incendi sulla qualità dell’aria?

La nostra risoluzione operativa 10-20 km è adeguata per la stima dell’impatto degli incendi sulla qualità dell’aria ?

Considerazioni conclusive

Il confronto fra le emissioni ENEA/MODIS-BAP e FMI/FAS ha mostrato differenze di circa 1 ordine di grandezza per il PM10

I due sistemi modellistici SILAM e FARM alimentati con le stesse emissioni hanno fornito risultati coerenti (anche se guidati con meteorologie differenti)

Il confronto qualitativo dei risultati delle simulazioni con le osservazioni di PM10 suggerisce una condizione di sottostima per le simulazioni basate su emissioni ENEA/MODIS-BAP e sovrastima per quelle alimentate con le emissioni FMI/FAS.

La configurazione operativa di SILAM per la quota di iniezione dei fumi degli incendi (applicata da entrambi i modelli utilizzati) è probabilmente da correggere per la regione Mediterranea.

E’ necessario tener conto del contributo delle sabbie sahariane, poiché si è registrato un episodio simultaneo al picco di emissione da incendi.

Considerazioni conclusive (2)

Gli obiettivi principali previsti dalla convenzione sono stati già realizzati.

Perché il sistema di modellazione degli incendi si possa considerare realistico ed affidabile, è necessaria una messa a punto e, se possibile, una verifica del sistema di valutazione delle emissioni.

Il confronto dei valori di PM10 misurati dalle reti di qualità dell’aria con i campi di concentrazione prodotti dal modello permette di identificare le zone di possibile impatto dei fumi degli incendi.

E’ possibile che si verifichino episodi durante i quali il contributo di incendi localizzati nell’area balcanica risulti non trascurabile.

Le linee guida per il calcolo dei contributi naturali alle concentrazioni prevedono la possibilità di sottrarre il contributo degli incendi accaduti all’estero.

Possibili attività collaborazioni future

Proseguimento della collaborazione con FMI per la messa a punto della modellazione dei sistemi MINNI e FMI/SILAM per la modellazione degli incendi sul mediterraneo:

Stima del plume rise degli incendi dall’analisi dati da satellite (FMI) Simulazione comparata (mini-ensamble) di FARM e SILAM basati sulla

stessa meteorologia (ECMWF) e con set emissivi MINNI e FMI.