Descrizione del modulo "Sviluppo e applicazione di modelli numerici atmosferici dalla scala urbana a quella continentale e globale (TA.P02.029.001)"

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  • Descrizione del modulo "Sviluppo e applicazione di modelli numerici atmosferici dalla scala urbana a quella continentale e globale (TA.P02.029.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • 1. Sviluppo di data base ambientali; 2. Analisi preliminare del quadro legislativo Italiano, Europeo e Internazionale; 3. Identificazione preliminare degli indicatori di qualità e dei relativi target di qualità; 4. Sviluppo preliminare delle versioni stand-alone dei modelli qualità dell'aria; 5. Validazione/Calibrazione dei modelli di qualità dell'aria mediante i dati di monitoraggio; 6. Sviluppo dei modelli specificamente progettati per lo suppor dei iniziativi e convenzioni internazionali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • L'attività si articola in 6 Work Package il cui scopo è la creazione di database, modelli integrati di Qualità dell'Aria e di Analisi socio-economica, di analisi del quadro legislativo, fino a giungere alla creazione di scenari BAU, POT e DEG ed alla loro analisi tramite i modelli precedentemente sviluppati. La strategie di ricerca è mirata allo sviluppo di sistemi integrati, noti come DPSIR, finalizzati alla ottimizzazione delle strategie tecnologiche e legislative per il raggiungimento degli obiettivi di qualità stabiliti nell'ambito delle Direttive europee e dei trattati internazionali. Di particolare importanza nel 2013 c'erano sia l'INC 5, la quinta sessione del Intergovernmental Negotiating Committee che ha raggiunto un accordo sul testo di un 'global legally binding instrument' che è stato nominato the Minamata Convention il quale è stato aperto alla firma in Giappone nell'autunno 2013. Per supportare la convenzione l'IIA sarà il sede di alcuni unità operative del Centro di Riferimento sul Mercurio, vedi Previsione attività sotto. (literal)
Competenze
  • I ricercatori e tecnici partecipanti alla commessa hanno competenze nei seguenti ambiti: - sviluppo di modelli numerici di chimica dell'atmosfera in versione stand-alone a integrati in modelli meteorologici-climatologici; - sviluppo di modelli dinamici di qualità dell'aria a scala regionale e globale; - sviluppo di modelli a rete neurale e di Granger causality per l'analisi dei cambiamenti climatici passati e futuri e per varie applicazioni ambientali; - sviluppo di modelli economici e sociali per la definizione degli scenari di riduzione delle emissioni in atmosfera e quindi di riduzione del rischio sanitario; - sviluppo di sistemi integrati che coniugano modelli atmosferici con modelli socio-economici. - sviluppo di policy e direttive europee e nazionali. - sviluppo e gestione di modelli per le previsione (36/72 ore) del tempo e qualità dell'aria su scala regionale e locale - sviluppo e gestione di cyber-(e)-infrastrutture per database dei risultati del monitoraggio, l'output dei modelli, e la gestione dei dati provenienti dai siti di monitoraggio in 'real-time'. Il tutto conforme con i principi dell'interoperabilità richiesti dal GEO/GEOSS e l'iniziativa INSPIRE dell'EU. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • 1. Sviluppo preliminare di data base ambientali; 2. Analisi preliminare del quadro legislativo Italiano, Europeo e Internazionale; 3. Identificazione preliminare degli indicatori di qualità e dei relativi target di qualità; 4. Sviluppo preliminare delle versioni stand-alone dei modelli qualità dell'aria; 5. Validazione/Calibrazione preliminare dei modelli di qualità dell'aria mediante i dati di monitoraggio; 6. Sviluppo preliminare della versione stand-alone del modello socio-economico. (literal)
Tecnologie
  • Modelli zero-dimensionali per l'indagine in profondo dei processi che influenzano la chimica dei inquinanti persistenti e fotochimici, in particolare i processi di scambio di fase sia tra superficie e l'aria, sia tra aerosol e aria. Modelli tridimensionali per studiare la combinazione di effetti meteorologici (trasporto, deposizione attraverso la precipitazione) e la chimica dell'atmosfera. Questi modelli sono impiegati sia per simulazioni di lungo termine per studiare l'emissione, trasformazioni e eventuale deposizioni di inquinanti persistenti (stagionali, annuali). Sia per simulazioni a scala ridotta ma ad alta risoluzione spaziale per previsioni del 'chemical weather' per 48/72 ore. (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo principale è sviluppare nuove metodologie di analisi in grado di fornire strumenti tecnico-amministrativi per la gestione della Qualità dell'Aria nell'ottica di supportare uno sviluppo economico sostenibile. Tali metodologie di analisi sono fondamentali per la valutazione e l'implementazione di strategie che permettano il raggiungimento degli obiettivi di qualità dell'aria in accordo con le Direttive Europee, gli accordi internazionali, i protocolli d'intesa e la legislazione italiana. Per supportare la convenzione di Minamata l'IIA sarà il sede di alcuni unità operative del Centro di Riferimento sul Mercurio, vedi Previsione attività sotto. (literal)
Stato dell'arte
  • La sede di Montelibretti è leader nello sviluppo e applicazione di modellistica data-driven per analisi causali e proiezioni dei cambiamenti climatici e ambientali. La Sezione di Rende dell'Istituto IIA nel corso degli ultimi 10 anni ha coordinato numerosi progetti europee e internazionali mirati allo sviluppo di modelli numerici per lo studio delle dinamiche dei maggiori inquinanti atmosferici su scala urbana, regionale ed emisferica. I modelli sviluppati presso l'IIA sono stati calibrati e validati con dati sperimentali ottenuti nel corso di campagne sperimentali condotte presso siti off-shore (a bordo di Urania) e on-shore nell'area del Mediterraneo, Artico e Antartico. Il personale dell'IIA è leader a livello internazionale sui vari aspetti inerenti lo sviluppo di modelli di chimica dell'atmosfera e in particolare per i modelli relativi al Marine Boundary Layer. I modelli sono usati sia nell'ambito del progetto GMOS, che per il Task Force on Hemispheric Transport of Air Pollution. HTAP è un'iniziativa dell'UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution (LRTAP Convention). (literal)
Tecniche di indagine
  • Le tecniche riguardano quelle strumentali per la determinazione delle concentrazioni di inquinanti in atmosfera e all'interfaccia aria-mare, aria suolo e aria-vegetazione. Inoltre vi sono le competenze di tutte le tecniche di analisi statistica per la elaborazione delle distribuzioni spaziali e temporali di dati ambientali ed economici. Vengono sviluppati e utilizzati sia modelli dinamici che data-driven. (literal)
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