Prodotti del sottosistema Previsione QUITSAT V. Singh, C. Carnevale, G.Finzi, E. Pisoni, M. Volta...
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Prodotti del sottosistema Previsione QUITSAT
V. Singh, C. Carnevale , G.Finzi, E. Pisoni, M. Volta DEA – Università degli Studi di Brescia
G, Curci, P, Stocchi, B, Grassi, G. ViscontiCETEMPS – Università degli Studi dell’Aquila
Workshop finale QUITSATRoma, ASI, 10 novembre 2009
Il futuro simulato dai computer …
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
In QUITSAT:
1. QF(a)Sistema di previsione stocastico basato sull’utilizzo di algoritmi neurali
2. QF(b)Sistema di previsione deterministico basato sull’utilizzo di un modello meteo e un modello di chimica e trasporto euleriani
Diagramma S/S Forecasting
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
GestorePrevisione
Mod3_Forecasting
Richiestaelaborazione
Mod3_CF
Richiesta prodotti Mod3_CF
Richiestadati
Richiesta prodottiMod3_Forecasting
Prodotti EO - QM1v3,non EO - DG-ARPAGASPM,
Campi meteo elaborati previsti -INEO-METEO previsti
Campi meteoelaborati previsti -
INEO-METEO previsti
QFv3(a)
QFv3(b)
Prodotti -QFv3(a),QFv3(b)
Prodotti EO - QM1v3,non EO -
DG-ARPAGASPM,Campi meteo
elaborati previsti -INEO-METEO
previsti
QF(a): Scopo della metodologia
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
Sistema di previsione
t
t+1
t+2
Previsione di
Max 8h O3PM10
INPUT DISPONIBILI:Ozono, PM10,Temperatura,
Simulazione da modelli Deterministici, …
Implementare un sistema per la previsione del massimo giornaliero della media sulle 8 ore (Max8h O3) e PM10 medio giornaliero (PM10).
Il sistema deve essere:•Rapido nel dare i risultati della previsione•Utilizzabile con facilità in modo operativo•Fornire informazioni spaziali•Dare previsioni 2 giorni in avanti•Necessitare di pochi e semplici dati in input
QF(a): Metodologia
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
Dominio con stazioni di misura
Previsioni puntuali (reti neurali)
Mappe di previsione (tecniche geostatistiche)
Spazializzazione delle previsioni
t
t+1
t+2
Previsioni puntuali
QF(a): Dominio di studio e prodotti
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
Dominio: 60km x 60km
Risoluzione spaziale: 5km x 5km
Numero di celle: 144
Area metropolitana di Milano (uso del suolo)
460480500520540560580600620640660680
4960
4980
5000
5020
5040
5060
5080
5100
5120
5140
5160
•Milan
Prodotti QF(a):• anno 2004, campagne 2007-2008• campi previsione D+0, D+1, D+2 per O3 e PM10 in formato ASCII• previsione D+0, D+1, D+2 di O3 e PM10 su punti stazione in formato ASCII
QF(a): Dati utilizzati
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
490000 500000 510000 520000 530000 5400005010000
5020000
5030000
5040000
5050000
5060000
502
525
535
536
542
505
510
512
513
528
530
531
541543
545
546
547
551
554555
576
601
Stazioni ozono Serie orarie e/o giornaliere
1 Gen 2000 – 31 Dec 2006
Numero di stazioni23 (ozono) and 14 (PM10)
Anni di identificazione:2000-2003 and 2005-2006
Anno di previsione: 2004
Variabili secondarie:Simulazioni con TCAM (ozono) e mappa satellitare da MODIS (PM10).
Stazioni di validazione:502, 525, 535, 536, 542 (ozono) and 528, 542 (PM10)
490000 500000 510000 520000 530000 540000
5015000
5020000
5025000
5030000
5035000
5040000
5045000
5050000
5055000
5060000
5065000
502
513
531
536
543
546
554
558
576
600
601644
528
542
Stazioni PM10
QF(a): O3 misurato e previsto
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
t+1
t+2
t
QF(a): O3 mappe di previsione
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
t
t+2
(23/07/2004)
(24/07/2004)
(25/07/2004)
t+1
•Milan
QF(a): O3 validazione del sistema
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
QF(a): PM10 misurato e previsto
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
t+2
t+1
t+2
t+1
QF(a): PM10 mappe di previsione
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
t
t+2
(16/12/2004)
(17/12/2004)
(18/12/2004)
t+1
•Milan
QF(a): PM10 validazione del sistema
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
QF(b): Metodologia
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
ChimereV200709C
• Avvezione/diffusione• Convezione
• Chimica gas & aero• BC, OC
• SOA• Windblown dust
• Sea salts
EMISSIONIAntro (EMEP+CTN_ACE): NOx, SO2, CO,
NMVOC, NH3, PM, BC, OC, POPsBio: isoprene, terpeni, NO
METEOMM5/ECMWF• Grid FDDA• MRF PBL
• Noah soil model• Reisner 2 micro.
LAND USE: GLCF
BOUNDARY CONDITIONSGas: LMDz-INCA, Aerosol: GOCART
[IPSL, LISA, INERIS (Parigi)]
Mappa Ozono 10x10 km2Profilo dust
00Z
12Z
all
PM10 speciato
dustdustoutinorganicsSOAprimary
QF(b): Domini e prodotti
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
IQA = max( O3/180, NO2/200, PM2.5/15 )
Previsione a scala Europea 0.5°x0.5°
Previsione dominio QUITSAT 0.1°x0.1°
O3
NO2 PM10
IQAO3
NO2 PM10
IQA
Prodotti QF(b):• anno 2004, campagne 2007-2008• campi di previsione D+0, D+1, D+2 formato PNG e netCDF• serie temporali su punti stazione in formato ASCII
QF(b): Caratterizzazione dei bias
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
O3
PM
10
Europa Italia
Sovrastima O3 notturno
Sottostima PM10 inverno
QF(b): PM10 campagna estiva
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
QF: Conclusioni
Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009
QF(a): previsione stocastica Il sistema è in grado di prevedere mappe di ozono massimo
giornaliero della media sulle 8 ore, e la media giornaliera di PM10
I risultati sul caso studio di Milano mostrano buoni risultati Il sistema previsionale è molto rapido. Per ottenere 3 mappe di
previsione necessita di 15 secondi su un PC dual core con 4Gb di RAM.
La metodologia implementata è un metodo veloce e affidabile per fornire mappe di previsione di ozono e PM in aree urbane/metropolitane.
QF(b): previsione deterministica Il sistema è in grado di prevedere mappe di ozono massimo
giornaliero, media giornaliera di NO2 e PM10 e IQA L’output netCDF contiene i campi 3D di tutte le specie simulate
su due domini (Europa e Nord Italia) per ulteriori analisi Le prestazioni sono in linea con lo stato dell’arte dei modelli
CTM: sovrastima ozono notturno e sottostima PM10 invernale Il sistema richiede circa 4 ore per l’elaborazione su un PC dual
core con 4GB di RAM Il sistema non necessita di dati osservati in tempo reale in
ingresso ed è facilmente estendibile ad altre regioni italiane
Grazie dell’attenzione!