Come si fa la previsione?
La previsione della qualità dell’aria, realizzata da Environmental System Analysis per LaMiaAria.it, è il risultato dell’applicazione di modelli matematici. Il sistema modellistico utilizzato si chiama AQM® – Air Quality Manager e fornisce ogni giorno le previsioni, per l’Europa e l’Italia, dell’indice di qualità dell’aria per i 5 giorni successivi. La previsione viene fornita per 4 periodi della giornata: notte, mattina, pomeriggio e sera. Si possono vedere anche le mappe degli indici per ogni Regione o avere la previsione della qualità dell’aria per tutti i Comuni d’Italia.
Il sistema modellistico AQM® è un software che integra diversi modelli di simulazione in modalità operativa cioè facendo operare automaticamente una catena di processi di calcolo, dall’acquisizione dei dati di input al run dei modelli, fino alla produzione delle mappe di qualità dell’aria.
I principali anelli di questa catena sono la previsione meteorologica, il calcolo delle emissioni degli inquinanti dell’aria e la previsione del trasporto e della trasformazione chimico-fisica di questi inquinanti.
Per la previsione meteorologica i modelli utilizzati sono MM5 e WRF. MM5 è un modello sviluppato dalla Pennsylvania State University (PSU) e dal National Center for Atmospheric Research (NCAR). MM5 è un modello messo a disposizione della comunità scientifica internazionale che lo ha perfezionato con i contributi degli utenti di tutto il mondo. WRF è un modello di nuova generazione e rappresenta l'evoluzione del modello MM5. WRF è uno sforzo di collaborazione tra varie entità, principalmente la National Center for Atmospheric Research (NCAR), la National Oceanic and Atmospheric Administration (the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) e la Forecast Systems Laboratory (FSL), la Air Force Weather Agency (AFWA), la Naval Research Laboratory, Oklahoma University, e la Federal Aviation Administration (FAA).
Il calcolo delle emissioni degli inquinanti dell’aria viene fatto a partire dagli inventari ufficiali: inventario EMEP e registro EPER per l’Europa, l’Inventario delle Emissioni in Atmosfera (CORINAIR-IPCC) realizzato dall’ISPRA per il territorio italiano integrato con dati dettagliati di uso del suolo, nonché gli inventari regionali se resi pubblici.
Il trasporto e le trasformazioni degli inquinanti sono simulati dal modello CMAQ. Anche CMAQ, come MM5 e WRF è un modello della comunità scientifica internazionale ed è stato sviluppato dalla prestigiosa Agenzia ambientale statunitense U.S. EPA.
La previsione de LaMiaAria.it viene fatta a partire dalle previsioni del modello globale GEOSCHEM, realizzate dalla collaborazione tra l’Università di Harvard, la NASA e l’Università di Washington. GEOSCHEM fornisce la previsione della qualità dell’aria su tutto il Globo.
Per ottenere la previsione dettagliata per l’Italia, applichiamo MM5 e CMAQ in aree (i modellisti dicono domini di calcolo) più ristrette ma con risoluzione più elevata. Ogni dominio ristretto è interno a quello più grande ma la griglia di calcolo si fa sempre più fitta per simulare con maggiore dettaglio quello che avviene vicino casa nostra, come se un fotografo usasse uno zoom.
Il primo dominio di calcolo dopo il Globo comprende l’Europa e gran parte del deserto del Sahara. Questo ci consente di prevedere anche le intrusioni sahariane cioè il trasporto di polveri sottili sollevate dal vento nel deserto africano che, in particolari condizioni meteorologiche, riescono a raggiungere il nostro Paese. L’intrusione, quando è consistente, si può notare anche ad occhio nudo perché l’aria diventa rossastra e le polveri si poggiano ovunque.
La previsione della qualità dell’aria su tutto il territorio italiano viene fatta con una risoluzione ancora più alta di quella utilizzata dalle previsioni meteorologiche (solitamente pari a10 km): l’ultimo dominio ricopre l’Italia con un grigliato di calcolo i cui quadratini (maglie) hanno il lato pari a 6 chilometri. Ciò significa che per ogni maglia abbiamo un valore di previsione dell’indice di qualità dell’aria; questo ci permette di fornire la previsione per ciascuno dei Comuni italiani.