Prodotti del sottosistema Previsione QUITSAT

1. 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. Visconti CETEMPS – Università degli Studi dell’Aquila Workshop finale QUITSAT Roma, ASI, 10 novembre 2009

2. 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

3. Diagramma S/S Forecasting Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009

4. QF(a): Scopo della metodologia Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 • Implementare un sistema per la previsione del massimogiornalierodella media sulle 8 ore (Max8h O3) e PM10 mediogiornaliero (PM10). • Il sistemadeveessere: • Rapidonel dare irisultatidellaprevisione • Utilizzabile con facilità in modooperativo • Fornireinformazionispaziali • Dare previsioni 2 giorni in avanti • Necessitare di pochi e semplicidati in input Sistema di previsione t INPUT DISPONIBILI: Ozono, PM10, Temperatura, Simulazione da modelli Deterministici, … Previsione di Max 8h O3 PM10 t+1 t+2

5. QF(a): Metodologia Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 Previsioni puntuali Spazializzazione delle previsioni t+2 t+1 t Dominio con stazioni di misura Previsioni puntuali (reti neurali) Mappe di previsione (tecniche geostatistiche)

6. QF(a): Dominio di studio e prodotti 5160 5140 5120 5100 5080 5060 5040 5020 5000 4980 4960 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 Area metropolitana di Milano (uso del suolo) • Milan Dominio: 60km x 60km Risoluzione spaziale: 5km x 5km Numero di celle: 144 • 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

7. QF(a): Dati utilizzati Stazioni PM10 Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 Stazioni ozono Serie orarie e/o giornaliere 1 Gen 2000 – 31 Dec 2006 Numero di stazioni 23 (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)

8. QF(a): O3 misurato e previsto Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 t t+1 t+2

9. QF(a): O3 mappe di previsione Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 t (23/07/2004) • Milan t+1 (24/07/2004) t+2 (25/07/2004)

10. QF(a): O3 validazione del sistema Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009

11. QF(a): PM10 misurato e previsto Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 t+1 t+1 t+2 t+2

12. QF(a): PM10 mappe di previsione Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 t (16/12/2004) • Milan t+1 (17/12/2004) t+2 (18/12/2004)

13. QF(a): PM10 validazione del sistema Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009

14. QF(b): Metodologia EMISSIONI Antro (EMEP+CTN_ACE): NOx, SO2, CO, NMVOC, NH3, PM, BC, OC, POPs Bio: isoprene, terpeni, NO Mappa Ozono 10x10 km2 Profilo dust PM10 speciato dust dustout inorganics SOA primary • METEO • MM5/ECMWF • Grid FDDA • MRF PBL • Noah soil model • Reisner 2 micro. 12Z all 00Z LAND USE: GLCF BOUNDARY CONDITIONS Gas: LMDz-INCA, Aerosol: GOCART Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 • Chimere • V200709C • Avvezione/diffusione • Convezione • Chimica gas & aero • BC, OC • SOA • Windblown dust • Sea salts [IPSL, LISA, INERIS (Parigi)]

15. QF(b): Domini e prodotti Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 IQA = max( O3/180, NO2/200, PM2.5/15 ) Previsione dominio QUITSAT 0.1°x0.1° Previsione a scala Europea 0.5°x0.5° O3 IQA O3 IQA NO2 PM10 NO2 PM10 • 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

16. QF(b): Caratterizzazione dei bias Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009 Europa Italia Sovrastima O3 notturno O3 Sottostima PM10 inverno PM10

17. QF(b): PM10 campagna estiva Workshop finale QUITSAT - Roma, 10 novembre 2009

18. 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

19. Grazie dell’attenzione!