Studio della concentrazione di ozono troposferico tramite il modello WRF/Chem

L'ozono in troposfera è considerato un inquinante secondario, in quanto non viene emesso direttamente in atmosfera, ma viene prodotto attraverso reazioni chimiche che coinvolgono inquinanti primari e altri composti. Nella troposfera esso si genera per ossidazione dei composti organici volatili (VOC) in presenza di ossidi di azoto. Nel mio lavoro di tesi ho analizzato, utilizzando il modello WRF/Chem (Weather Research and Forecasting with Chemistry), due eventi di elevata concentrazione di ozono in due zone degli Stati Uniti d'America. WRF/Chem è un modello meteorologico a mesoscala che, partendo dallo stato dell'atmosfera ad un certo istante, ne descrive l'evoluzione delle grandezze meteorologiche e la concentrazione degli inquinanti, risolvendo numericamente le equazioni fluidodinamiche e le reazioni chimiche e fotochimiche dell'atmosfera. Il primo evento studiato è quello intercorso tra il 7 luglio 2007 e l'11 luglio 2007 (Yegorova et al. (2011)) sugli USA nord-orientali. Il secondo evento studiato è quello avvenuto nel periodo 1-7 luglio 2012 sugli USA sud-occidentali, in particolare sullo stato del Colorado. In entrambe le simulazioni, ho effettuato una prima analisi della situazione meteorologica che ha favorito la rapida produzione di ozono e ho eseguito un confronto fra i risultati ottenuti con WRF e i radiosondaggi. Per quanto riguarda l'evento sugli USA nord-occidentali, ho elaborato due simulazioni sull'area, applicando rispettivamente un dominio e due domini di integrazione. Ho effettuato un confronto fra le mappe di concentrazione di ozono calcolate con WRF/Chem e le mappe calcolate da Yegorova et al. (2011), utile per dare una prima interpretazione sui risultati elaborati dal modello WRF/Chem e per validare la simulazione. Per quanto riguarda l'evento sugli USA sud-orientali, ho elaborato una simulazione con due domini di integrazione, posizionandomi in dettaglio sullo stato del Colorado. Ho analizzato le mappe di concentrazione di ozono calcolate da WRF/Chem, inoltre ho confrontato i dati elaborati dal modello con la serie temporale continua di concentrazione di ozono proveniente dalla stazione Niwot Ridge (quota 3000 m, in Colorado). Il principale obiettivo di questo studio è stato in primis la validazione dell'installazione del modello WRF/Chem (scarsamente usato in Europa, Italia compresa) per poi usarlo in due episodi di inquinamento atmosferico già noti. Si può concludere che l'installazione e il run del modello WRF/Chem sono stati portati a termine con successo. L'episodio di smog del luglio 2007 sull'area orientale degli USA è stato analizzato bene per quanto riguarda l'inizio, la fine e per il massimo di concentrazione di ozono del 10 luglio. L'episodio di smog del luglio 2012 sull'area sud-occidentale degli USA è stato analizzato bene per quanto riguarda le concentrazioni medie giornaliere. Ulteriori studi dovranno essere indirizzarti ad affinare la scelta delle parametrizzazioni fisiche e chimiche e ad usare database di emissioni più aggiornati.