KAPPAG

Nome modello
KAPPAG

Autore
Dott. Tiziano Tirabassi


Referente
Dott. Tiziano Tirabassi
ISAO - CNR
Via P. Gobetti, 101
40129 Bologna

Telefono
051 - 6399601

Fax
051-6399654

Posta elettronica
t.tirabassi@isao.bo.cnr.it

Obiettivo
KAPPAG può simulare scenari di sorgenti multiple e fornisce in output sia il campo di concentrazione sia la deposizione al suolo ed è in grado di rappresentare trasformazioni chimiche del primo ordine.

Descrizione del modello
E' un modello che utilizza una soluzione analitica dell'equazione bidimensionale stazionaria di dispersione in atmosfera (Demuth,1978), mentre la dispersione laterale è gaussiana.. Il programma di calcolo ricava da formule teoriche tutte le informazioni per valutare i profili verticali del vento e del coefficiente di diffusione turbolenta, utilizzano in input dati meteorologici al suolo (e quindi con possibilità di essere acquisiti in una rete automatica) ma in grado di valutare direttamente la turbolenza atmosferica, tramite il valore della lunghezza di Monin-Obukhov e della velocità di attrito, e non attraverso classi di9 diffusione empiriche. Tuttavia, se sono disponibili misure di profili verticali, possono essere utilizzate direttamente.

Versione climatologica di KAPPAG
Esiste una versione climatologica di KAPPAG (KAPAGLT) in grado di fornire le concentrazioni al suolo con risoluzioni temporali non inferiori al mese utilizzando le distribuzioni di frequenze della direzione e velocità del vento e della stabilita' atmosferica.

Inquinanti considerati
Inquinanti inerti e/o trasformazioni chimiche del primo ordine su tempi di trasporto corrispondenti alla dispersione a scala locale.

Processi considerati
Diffusione atmosferica, deposizione secca e bagnata

Tipo di sorgente
Puntuale

Tipo di rilascio
Continuo durante gli step temporali

Scala spaziale
Locale

Risoluzione
Risoluzione temporale
La risoluzione temporale è impostata dall'utente (ricordiamo , in ogni caso, che il modello è stazionario
Risoluzione spaziale
Il passo di griglia dei campi di concentrazione in uscita può essere impostato a piacere.

Input
Il modello presenta una diverse possibilità di dati di input. I dati indispensabili sono:
· Ampiezza dell'intervallo temporale
· Numero di nodi di griglia e dei passi del grigliato
· Coordinate dei punti di rilascio
· Altezze di rilascio Intensità del
· Temperatura di emissione
· Diametro della sorgente
· Velocità verticale iniziale
· Altezza di rugosità
· direzione media del vento
· velocità media del vento

e uno dei seguenti gruppi:

· temperatura dell'aria
· copertura nuvolosa (ottavi)

· temperatura dell'aria
· temperatura dell'aria
· altezze dei punti di misura delle temperature

il dato di radiazione netta è facoltativo


Output
Concentrazioni mediate su intervalli temporali definiti dall'utente, sui nodi di grigliato rettangolare o circolare o su punti recettori definiti in ingresso al modello.
Il modello calcola il contributo di ogni singola sorgente, il massimo e il secondo massimo delle concentrazione, oltre alla media trioraria e su 24 ore.

Validazione del modello
KAPPAG è stato validato con successo sia nel caso di sorgenti prossime al suolo, utilizzando i dati del 'Prarie Grass experiment', sia per sorgenti elevate, utilizzando i dati del 'Kincaide power plant experiment' e del "Copenhagen data set".

Piattaforme di calcolo
PC


Documentazione

Tirabassi T. 'Analytical air pollution advection and diffusion models' Water, Air and Soil Poll., Vol. 47, pp. 19-24, 1989.
Tirabssi T., Tagliazucca M. e Paggi P. 'A climatological model of dispersion in an inhomogeneous boundary layer' Atmos. Environ., Vol. 23, pp. 857-862, 1989.
Forlani S. 'Un modello operativo di dispersione di inquinanti in atmosfera'. Tesi di laurea, Università di Bologna, 1998.

Bibliografia
Batchvarova E. And Gryning S. E. (1990): Applied model for the growth of the daytime mixed layer. Bound. Layer Met. 56, 261-274.

Briggs G. A. (1975): Plume rise predictions. In Lectures on Air Pollution and Environmental Impact Analyses, Amer. Meteor. Soc., Boston, MA, 59 - 111.

Briggs G. A. (1984): Plume rise and bouyancy effects, Atmosphere Science and Power Production. D. Randerson Ed., DOE/TIC-27601, 327-366.

Brown M.J., Arya S.P.S. and Snyder W.H. Plume descriptors derived from a non-Gaussian concentration model. Atmos. Environm., Vol. 31, pp. 183-189, 1997.

Deardorff J. W. (1972): Parametrization of the planetary boundary layer for use in general circulation models. Mon. Weath. Rev., 100, 93-106.

Demuth C. 'A contribution to the analytical steady solution of the diffusion equation for line sources' Atmos. Environ., Vol. 12, pp. 1255-1258, 1978.
Draxler R. R. (1976) Determination of Atmospheric Diffusion Parameters, Atmos. Environ., 10, 99-105.

Holtslag A.A.M. e van Ulden A.P. 'A simple scheme for daytime estimation of surface fluxes from routine weather data' J. Clim. Appl. Meteor., Vol. 22, pp. 517-529, 1983.

Tagliazucca M., Nanni T. e Tirabassi T. 'An analytical dispersion model for sources in the surface layer' Nuovo Cimento, Vol. 8C, pp. 771-781, 1985.

Tirabassi T., Tagliazucca M. e Galliani G. 'Easy to use air pollution model for turbulent shear flow' Environ. Software, Vol. 2., pp.37-43, 1987.
Tirabassi T., Tagliazucca M. e Zannetti P. 'KAPPA?G, a non?Gaussian plume dispersion model: description and evaluation against tracer measurements' JAPCA, vol. 36, pp. 592?596, 1986.
Van Ulden A.P. e Holstlag A.A.M. 'Estimation of atmospheric boundary layer parameters for diffusion applications' J. Clim. Appl. Meteor., Vol. 24, pp. 1196-1207, 1985.
Weil J. C. (1985): Updating applied diffusion models. . J. Clim. Appl. Meteor., 24, 11, 1111-1130.

Yeh G.T. and Huang C.H. 'Three-dimensional air pollutant modeling in the lower atmosphere' Bound. Layer Meteor., Vol. 9, pp. 381-390, 1975.