Il sistema modellistico SPARTA – Sistema integrato di Previsione e Analisi della Qualità dell‘Aria per la Regione ToscanA – è stato sviluppato dal Consorzio LaMMA per stimare la concentrazione dei principali inquinanti atmosferici sul territorio toscano.
SPARTA è costituito da due catene modellistiche distinte, che operano in modalità previsionale e di analisi.
La catena di modelli di analisi è entrata formalmente a far parte del “Programma di Valutazione della Qualità dell’Aria” della Regione Toscana (Allegato B alla DGR 964/2015) ed è utilizzata per fornire supporto alla Regione
- nella realizzazione del “Piano Annuale di Valutazione della Qualità dell’Aria” (si veda a tal proposito il report annuale elaborato dal Consorzio Lamma),
- nell’elaborazione delle analisi di scenario per la pianificazione di interventi di mitigazione dell’inquinamento atmosferico (si veda qui il supporto alla redazione del PRQA).
Con la configurazione previsionale della catena di modelli viene effettuato quotidianamente un servizio di previsione della concentrazione di PM10, PM2,5, biossido di azoto, ozono e dust (polvere sahariana). Si tratta di un servizio che è iniziato, in via sperimentale, nel 2017 e fornisce mappe orarie di previsioni a 48 ore, ma si auspica di poter avere a breve una previsione a 72 ore.
Nella scorsa stagione estiva le previsioni di ozono sono state utilizzate per il relativo bollettino realizzato in collaborazione tra ARPAT e LaMMA; quest’ultimo contribuisce con un’indicazione sulla tendenza per il giorno stesso e il giorno successivo, in base alla previsione di alcuni parametri meteo e appunto alla previsione di ozono.
Per quanto riguarda le polveri sahariane, la previsione del loro contributo è considerata tramite le concentrazioni di polvere derivante dalle condizioni al contorno, fornite dal modello CHIMERE (PREV’AIR).
Per validare le stime ottenute dal Sistema modellistico SPARTA vengono utilizzati i dati di concentrazione degli inquinanti misurati dalla Rete regionale di monitoraggio della qualità dell’aria gestita da ARPAT. In prospettiva, i dati misurati dalla rete di monitoraggio potranno essere utilizzati per “correggere” le stime modellistiche: infatti, tra le attività del LaMMA, è previsto lo sviluppo e l’applicazione di metodiche, come ad esempio la “data-fusion”, che permetteranno di ottenere una rappresentazione più realistica della concentrazione stimata dei principali inquinanti, quindi di migliorare le prestazioni di SPARTA.
L’integrazione tra i dati provenienti dalle stazioni della Rete regionale di monitoraggio e il modello SPARTA, che fornisce stime di concentrazione anche in punti non coperti dalle stazioni, risulta importante per valutare la rappresentatività spaziale delle stazioni stesse.
Nel 2014 ARPAT e LaMMA hanno partecipato ad un tavolo tecnico istituito dalla Regione Toscana proprio sul tema della rappresentatività territoriale dei dati ottenuti attraverso le misure di qualità dell’aria (si veda il report “Rappresentatività spaziale delle stazioni della rete di monitoraggio di qualità dell’aria toscana”). Nell’ambito di questo lavoro svolto in stretta collaborazione tra i due enti, LaMMA, in linea con i metodi indicati da ENEA, si è basata sul confronto dei livelli di concentrazione nell’intorno del sito di misura utilizzando stime modellistiche ottenute da SPARTA.
Nell’ottica di collaborazione che contraddistingue alcune attività sviluppate congiuntamente da ARPAT e LaMMA, come ad esempio i servizi ICQA e bollettino ozono già richiamato, sarebbe auspicabile proseguire e ampliare l’ambito della collaborazione, ad esempio proponendo un servizio che integri le informazioni ottenute dalla modellistica previsionale e dalle misure ottenute dalla Rete di monitoraggio, in modo da fornire un quadro completo della situazione attuale e prevista. Sarebbe poi interessante completare questa attività elaborando congiuntamente degli “indici di qualità dell’aria” quotidiani, sintetici e attendibili, in linea con quanto proposto da altre realtà regionali.
SPARTA si basa sul modello CAMx, con cui vengono simulati il trasporto, la dispersione, le trasformazioni chimiche e la deposizione secca e umida di inquinanti aeriformi ed aerosol. Il dominio di calcolo copre il territorio toscano, con una risoluzione orizzontale di 2km e con livelli verticali da 10 m a 10.500 m. L’input meteorologico è fornito dal modello WRF a 3 Km di risoluzione, inizializzato con i dati di previsione/analisi di ECMWF. I dati di emissione derivano dall’inventario regionale IRSE, con passo temporale orario e con speciazione chimica, e sono relativi all’ultimo aggiornamento disponibile (2010). Le condizioni iniziali e al contorno sono fornite da PREV’AIR, a partire dai dati di concentrazione del modello CHIMERE a scala continentale.
