Modellistica sulla qualità dell’Aria

I modelli matematici sono strumenti di conoscenza e di semplificazione della realtà, riprodotta in modo più o meno fedele mediante schemi ed equazioni di vario livello di complessità e sofisticatezza.

I modelli di qualità dell’aria, consentono di stimare le concentrazioni degli inquinanti aerodispersi nella troposfera. La loro applicabilità è condizionata dalle caratteristiche del singolo modello, dalla specificità del fenomeno che si deve descrivere e dalla disponibilità di informazioni d’ingresso.

Gli esiti costituiscono spesso un utile spunto di approfondimento per gli organi di controllo sanitario della Regione Siciliana, i quali sulla base degli indirizzi ricevuti possono essere posti in condizione di avviare studi specialistici mirati alla valutazione delle refluenze dell’inquinamento sulle popolazioni esposte (adulte e pediatriche).

I modelli di qualità dell’aria possono essere un utile strumento per:

• ottenere valori di concentrazione anche in porzioni di territorio ove non esistano punti di misura, o anche per estendere la rappresentatività spaziale delle misure stesse;
• stimare le concentrazioni derivanti da una o più sorgenti emissive e la loro distribuzione sul territorio circostante;
• ottenere informazioni sulle relazioni tra emissioni e concentrazioni discriminando quindi i contributi delle diverse sorgenti;
• valutare l’impatto di inquinanti non misurati dalla rete di monitoraggio;
• valutare l’impatto di ipotetiche variazioni delle emissioni, considerando quindi scenari alternativi rispetto allo stato attuale o passato.

Modelli deterministici e stocastici

In generale, i modelli matematici di qualità dell’aria possono essere suddivisi, in funzione dell’approccio analitico adottato, in deterministici e non deterministici.

I modelli deterministici descrivono quantitativamente i fenomeni che determinano l’evoluzione spazio-temporale della concentrazione degli inquinanti in atmosfera, affrontando il problema della dispersione con livelli di complessità differenti in funzione delle informazioni disponibili e delle finalità dello studio.

I modelli stocastici prevedono che la stima delle concentrazioni avvenga con tecniche inferenziali, di varia complessità, le quali elaborano la struttura del processo aero-dispersivo spazio-temporale a partire dai dati misurati in una rete di monitoraggio di qualità dell’aria.

ARPA Sicilia, nelle sue attività modellistiche, utilizza prevalentemente modelli di tipo deterministico, incardinati su tagli di scala generalmente locali, in funzione dei distinti ambiti applicativi presso cui opera e la cui applicazione discende dalle opportunità d’impiego discendenti dal particolare scenario esaminato:

• modelli gaussiani a pennacchio
• modelli lagrangiani a particelle
• modelli euleriani a griglia (Chemical Transport Models)