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Ricerca di aree pozzo e sorgente di CO 2 sull'Europa e l'Atlantico settentrionale extratropicale S. Ferrarese, A. Longhetto, C. Cassardo.

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Presentazione sul tema: "Ricerca di aree pozzo e sorgente di CO 2 sull'Europa e l'Atlantico settentrionale extratropicale S. Ferrarese, A. Longhetto, C. Cassardo."— Transcript della presentazione:

1 Ricerca di aree pozzo e sorgente di CO 2 sull'Europa e l'Atlantico settentrionale extratropicale S. Ferrarese, A. Longhetto, C. Cassardo

2 Leffetto serra naturale La CO 2 ed altri gas serra hanno la caratteristica di lasciar penetrare la radiazione solare ad onda corta e di trattenere parte di quella ad onda lunga riemessa dal suolo terrestre. Se non ci fosse leffetto serra, lenergia assorbita dalla Terra non sarebbe sufficiente a permettere la vita. Si avrebbe T emissione = -18 °C mentre la T osservata = + 15 °C I gas-serra principali: H 2 O, CO 2, CH 4,, N 2 O, O 3 contribuiscono in differente misura alleffetto serra

3 Serie storiche di temperatura e concentrazione di CO 2

4 EPICA

5 Concentrazione di CO2 misurata in atmosfera: Mauna loa (Hawaii)

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7 La stazione di misura: Plateau Rosà Situata in Valle dAosta sulle pendici del Monte Cervino a 3480 m s.l.m. (45°56 N e 7°42 E). Posta sopra lo strato di rimescolamento atmosferico, distante dai grandi insediamenti umani, industriali e dalle vie di comunicazione. Vicino ad aree con quasi nulla attività vegetativa. Idonea quindi per la misura delle concentrazioni atmosferiche di fondo naturale (background). Dotata di strumentazione chimica, linee di prelievo per i campioni daria,strumentazione meteorologica e di stazione informatica. Proprietà dell INAF- IFSI, gestita dal CESIRICERCA di Milano Fa parte del Green – net: la rete nazionale di monitoraggio dei gas serra insieme a Monte Cimone e Lampedusa Partecipa ai progetti CarboEurope ed è inserita nella rete GAW Rileva dati di CO 2 in ppmv in automatico.

8 COLLABORAZIONI: INAF-IFSI CESI-RICERCA RETE GREEN-NET ISTITUTO NAZIONALE DI ASTROFISICA IFSI Torino - Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario DFG

9 La stazione di misura: Plateau Rosà

10 La serie storica dei dati di Plateau Rosà

11 La serie storica di Plateau Rosà: tutti i dati Analizzatore di CO 2 a infrarosso non dispersivo modello SIEMENS ULTRAMAT 5E precisione: 0.05 ppm a 360 ppm;

12 IL MODELLO TRAIETN Sviluppato presso il Dipartimento di Fisica Generale dell Università di Torino Il modello calcola le traiettorie tridimensionali backwards INPUT: Campi di vento tridimensionali forniti dall ECMWF (European Centre of Medium-range Weather Forecast) di Reading: –4 analisi al giorno (00, 06, 12, 18 GMT) –11 livelli di pressione (1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 100 hPa) –Passo griglia: 0.5° x 0.5° –Area geografica: 5°N – 70°N (latitudine), 60°W-45°E (longitudine) OUTPUT: t = 36 min 4 traiettorie al giorno alle ore sinottiche (00, 06, 12, 18 GMT); Lunghezza massima della traiettoria: 200 punti (5 giorni)

13 CALCOLO DELLA POSIZIONE DELLA PARTICELLA D ARIA: 1. Calcolo della nuova posizione 2.Calcolo di 3. Si ricalcola 4. Se OK 5. Altrimenti X X e si riprende al punto 2 INTERPOLAZIONI: –Interpolazione verticale :lineare –Interpolazione orizzontale : bicubica –Interpolazione temporale :parabolica

14 Esempi di traiettorie: proiezione orizzontale Grafico di tutte le traiettorie giunte nella primavera 1997 sui siti di Plateau Rosà e Zugspitze

15 A) Detrending Rimozione del trend annuale e della variazioni stagionali c l è la concentrazione corretta per la variazione annuale, c 10 è la concentrazione misurata al sito allarrivo della traiettoria c 21 è la concentrazione media corrente su 21 giorni, è la concentrazione media sull intero periodo B) Griglia La regione in studio è stata suddivisa in m x n celle Ogni cella ha estensione spaziale di 1.5° x 1.5° C) Calcolo del primo campo di concentrazione Il campo di concentrazione è calcolato in ogni cella: mnl è il tempo di residenza nell elemento (m,n) della traiettoria ellesima D) Calcolo del nuovo campo di concentrazione E) Iterazione dell intero algoritmo fino al raggiungimento dei massimi/minimi di intensità ISOGASP

16 MAPPE DI CONCENTRAZIONE: 1994

17 MAPPE DI CONCENTRAZIONE: 2002

18 MAPPE DI CONCENTRAZIONE: 2005

19 CONCLUSIONI PRINCIPALI: -test di validità del modello -importanza della SST e del de-gassamento delloceano -influenza della circolazione atmosferica e indice NAO

20 PROGRAMMI ED IDEE: -livelli verticali -analisi di tutta la serie di misura -influenza dellorografia -confronto con le emissioni -analisi con misure campionate da altre stazioni: rete italiana Lampedusa e Monte Cimone rete europea -aumento della risoluzione utilizzando campi di vento calcolati da un modello regionale (ad esempio WRF)

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22 D) Calcolo finale di concentrazione : Il campo finale è calcolato con metodo iterativo 1)Suddivisione di ogni traiettoria in N l punti 2)Calcolo della concentrazione associata ad ogni punto di ogni traiettoria 3)Calcolo della concentrazione media di ogni traiettoria 4) Ridistribuzione di tutte le concentrazioni

23 D) Final concentration calculation: 5)Calcolo del nuovo campo di concentrazione 6) Filtraggio del campo C mn con un filtro a 9 punti 7)Iterazione dell intero algoritmo fino al raggiungimento dei massimi/minimi di intensità


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