Tra i vantaggi esistenti nell'applicazione di modelli per la valutazione dell'impatto di sorgenti inquinanti aeriformi, vi è quello di consentire rapidamente un confronto tra gli effetti dovuti all'azione di differenti comparti emissivi. Presso la Provincia di Savona, nel sito di Vado Ligure dove è da anni in esercizio una Centrale Termoelettrica ENEL (CTE), è sorta l'esigenza di simulare mediante modelli l'inquinamento prodotto dalla suddetta CTE dal traffico veicolare extraurbano (autostrade e strade d'interesse nazionale), allo scopo di valutare gli effetti indotti dalle differenti tipologie di sorgenti durante condizioni meteorologiche sfavorevoli. Le simulazioni possono essere validate mediante la fitta rete di stazioni di misura della concentrazione di inquinanti al suolo, gestita congiuntamente da ENEL e dalla Provincia di Savona (ENEL, 1998b, 1999).

La dispersione atmosferica, condizionata localmente dalla notevole variabilità temporale dei venti, diventa particolarmente complessa nelle aree come quella in esame, dominate sia dai fenomeni di brezza terra-mare che dalle variazioni verticali della direzione del vento dovute alla prossimità dei rilievi alpini ed appenninici, come evidenziato nella figura seguente.

Rappresentazione tridimensionale dell'orografia nell'area locale di interesse, di superficie 20x23 km². E' inoltre schematicamente indicata la posizione della CTE.

Su quest'area è stato compiuto un notevole sforzo sperimentale per determinare le caratteristiche meteo-diffusive attraverso alcune campagne di misura. Lo scopo è stato quello di descrivere sia i principali parametri al suolo che la variabilità verticale, utilizzando strumentazione tradizionale e di Remote-Sensing (ENEL, 1998a). Ad esempio, si mostrano i profili verticali di velocità e direzione del vento nella giornata invernale del 12/2/1998, misurati da un SODAR (sopra) e da radiosonde o palloni pilot (sotto) in prossimità della costa.

Sodar

Sonde Pilot

Siti con conformazioni di questo tipo, che non di rado sono sede di importanti insediamenti industriali sul territorio Italiano, determinano regimi circolatori molto complessi. In questo caso sono presenti diversi strati verticali distinti, il cui sviluppo dipende sia dall'interazione del flusso a grande scala con le strutture topografiche che dalla presenza dell'interfaccia terra-mare. Queste condizioni si possono riflettere sulla dispersione degli inquinanti secondo le modalità di emissione. Gli inquinanti emessi da sorgenti elevate di fumi caldi, come ad esempio quelli della CTE, possono infatti incontrare condizioni dispersive molto diverse da quelle subite dagli inquinanti emessi vicino al suolo ad una temperatura non molto superiore a quella dell'ambiente, emessi tipicamente dal traffico veicolare.

Per una valutazione della dispersione in queste condizioni meteorologiche, ed in presenza di emissioni di tipo differente, è stato scelto l'utilizzo del modello Lagrangiano a particelle SPRAY (Tinarelli et al., 1994, Tinarelli, 1999). In questo tipo di modelli, l'inquinante aeriforme è simulato da "particelle virtuali" il cui movimento medio in un dominio tridimensionale è definito dal vento locale e la cui dispersione è ottenuta da velocità casuali, ricostruite in modo riprodurre le caratteristiche statistiche della turbolenza atmosferica locale. In questo modo, differenti pennacchi emessi o differenti parti di un singolo pennacchio possono "vedere" differenti condizioni atmosferiche, permettendo simulazioni più realistiche in condizioni, quali quelle che si presentano in questo caso, altrimenti difficili da riprodurre. In figura sono visualizzati i pennacchi di particelle relative ai due diversi comparti emissivi, simulati dal modello a particelle alla stessa ora.

Simulazione della dispersione delle emissioni stradali (sinistra) e della CTE (destra) mediante il modello a particelle SPRAY alla stessa ora

E' stato scelto un periodo invernale di tre giorni (10-13/2/1998) che, oltre che ad essere ricco di informazioni sperimentali, risulta essere statisticamente significativo della stagione invernale. Durante questo periodo è presente una situazione di alta pressione con relativo bel tempo, che favorisce una debole circolazione nei bassi strati atmosferici e la presenza di due cicli completi di brezza giorno/notte di non elevata intensità a causa della debole insolazione presente. Queste due caratteristiche insieme sono potenzialmente in grado di generare fenomeni di accumulo o ricircolo di inquinanti sull'area.