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Progetto PRRIITT/LaRIA. ENEA Modellistica e Calcolo M.Mazzeo. X. ENEA/LaRIA. Sommario ENEA EXPERTISE: Modellistica Calcolo IL CONTRIBUTO ENEA Opportunità, prospettive…. ENEA/LaRIA. EXPERTISE: MODELLISTICA Gabriele Zanini. ENEA - Expertise: Modellistica. - PowerPoint PPT Presentation
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Progetto PRRIITT/LaRIAProgetto PRRIITT/LaRIA
ENEAENEAModellistica e CalcoloModellistica e Calcolo
M.MazzeoM.Mazzeo
ENEA/LaRIAENEA/LaRIA
SommarioSommario ENEA EXPERTISE:ENEA EXPERTISE:• ModellisticaModellistica• CalcoloCalcolo
IL CONTRIBUTO ENEAIL CONTRIBUTO ENEA
Opportunità, prospettive…..Opportunità, prospettive…..
ENEA/LaRIAENEA/LaRIA
EXPERTISE: MODELLISTICAEXPERTISE: MODELLISTICAGabriele ZaniniGabriele Zanini
ENEA - ENEA - Expertise: ModellisticaExpertise: Modellistica
Alcune esperienze di sviluppo e applicazione di modelli svolte da ENEA: • Progetto SUPREME - sviluppo del modello AERBOX per la valutazione dei flussi di
deposizione superficiale di inquinanti su Monumenti (committente: MIUR);• Modellistica urbana: sviluppo e applicazione di suite modellistiche traffico-emissione
dispersione per la valutazione dei piani urbani di traffico (committente: Comune di Bologna);
• Progetto MINNI - Modello Integrato Nazionale a supporto della Negoziazione Internazionale sui temi dell’inquinamento atmosferico (committente: MinAmb)
• PLPM – Modello Lagrangiano a particelle per lo studio della dispersione degli inquinanti (fotochimici) (committente iniziale: MinAmb – progetto benzene)
• Applicazioni modellistiche su aree industriali – applicazione di modelli emissivi e dispersivi sull’area del distretto industriale bresciano per valutazioni di impatto (committente: Associazione Industriale Bresciana)
Il Modello Integrato Nazionale Il Modello Integrato Nazionale (MINNI)(MINNI)
Uno strumento per simulare Uno strumento per simulare l’efficacia delle politiche di riduzione l’efficacia delle politiche di riduzione
delle emissioni ed i costi associati.delle emissioni ed i costi associati.
Matrici di trasferimento
Matrici di trasferimento RAINS
Italia
RAINS
Italia
Dispersione e Chimica
Emissioni
Meteo
RAMS
Dati localiCampiECMWF
Meteo - 1999
Rif. inventario Info spaziale, temporale
EmissionManager
Emissioni scenario
Conc & dep.
EMEP B.C.FARM
RAMSRAMS
Dati localiDati localiCampiECMWFCampiECMWF
Meteo - 1999 Meteo - 1999
Rif. inventarioRif. inventario Info spaziale, temporale
Info spaziale, temporale
EmissionManagerEmissionManager
Emissioni scenarioEmissioni scenario
Conc & dep. Conc & dep.
EMEP B.C.EMEP B.C.FARMFARM
SURFPRO
Valutazione Scenari
MINNI – Sistema Modellistico
PM2.5 Medie annuali (1999) - MINNI
Primario SecondarioConcentrazione Media Annuale Contributi
Importanza del particolato secondario
Contributi medi alle concentrazioni di PM2.5
Origine del particolato secondario (inorganico)
SolfatoNitrato Ammonio
Misure di controllo – analisi di scenario
Riduzione percentuale della concentrazione media annua di PM2.5 (a sinistra) e di ammonio (a destra) ottenuta mediante la riduzione del 30% delle emissioni di ammoniaca del settore agricolo delle regioni del nord Italia.
Confronto con dati sperimentali
somo35EMEP-FARM
0
500
1000
2000
3000
4000
5000
6000
EMEP MINNI
Indicatori O3 – Salute pubblica – SOMO35
PLPM Photochemical Lagrangian Particle
Model
Modelli a particelle
• emissione suddivisa in particelle
• vento medio + turbolenza
• ricostruzione del campo di concentrazione
Data set di Kincaid
25.02
)(5.0
))((
])ln(ln[exp
)(
)lnln(exp
)(5.0
2
2
O
P
CC
CC
CC
PPOO
PO
PO
PO
PO
PO
PO
CC
whichdataoffractionFAC
iancevarfractionalFS
tcoefficienncorrelatioCCCC
R
iancevarmeanetricomgeCCVG
errorsquaremeannormalizedCCCC
NMSE
biasmeanetricomgeCCMG
biasfractionalCC
CCFB
PO
PO
OP
Model Average Sigma NMSE R FAC2 FB FS
ADMS 3 51.7 34.7 0.6 0.45 0.67 0.05 0.15NAME 38.7 47.2 1.45 0.27 0.56 0.34 -0.16
AERMOD 21.8 21.8 2.1 0.40 0.29 0.86 0.59ISCST3 30.0 60.0 2.8 0.26 0.28 0.58 -0.39
Kernel RL3 56.76 50.29 0.91 0.331 0.577-
0.044 -0.222
Kernel PG 58.50 50.24 0.64 0.522 0.604-
0.074 -0.221
Kernel PL1 78.08 88.08 1.71 0.377 0.512-
0.359 -0.745
Kernel PL3 59.54 49.57 0.80 0.377 0.577-
0.091 -0.208
Associazione Industriale Associazione Industriale BrescianaBresciana
APPLICAZIONE DEI MODELLI PER LO APPLICAZIONE DEI MODELLI PER LO STUDIO DELL’INQUINAMENTO STUDIO DELL’INQUINAMENTO
ATMOSFERICO IN CAMPO INDUSTRIALEATMOSFERICO IN CAMPO INDUSTRIALE
• Utilizzo ModelliUtilizzo Modelli• Elaborazione datiElaborazione dati• Analisi orografiaAnalisi orografia
MODELLO WINDIMULA 2.0MODELLO WINDIMULA 2.0
WinDimula è un software gaussiano multisorgente per WinDimula è un software gaussiano multisorgente per valutare le concentrazioni in aria, a livello del suolo, degli valutare le concentrazioni in aria, a livello del suolo, degli inquinanti gassosi emessi da sorgenti industriali singole e inquinanti gassosi emessi da sorgenti industriali singole e
multiple.multiple.
Il modello ha i requisiti per la valutazione delle dispersioni degli Il modello ha i requisiti per la valutazione delle dispersioni degli inquinanti in atmosfera a piccola scala dell’ordine di qualche decina di inquinanti in atmosfera a piccola scala dell’ordine di qualche decina di
chilometri, in condizioni atmosferiche sufficientemente omogenee e chilometri, in condizioni atmosferiche sufficientemente omogenee e stazionarie, e orografia non particolarmente complessa.stazionarie, e orografia non particolarmente complessa.
Il calcolo del Plume Rise e dei coefficienti di dispersione avviene attraverso Il calcolo del Plume Rise e dei coefficienti di dispersione avviene attraverso la Formulazione di Briggs.la Formulazione di Briggs.
Il modello può utilizzare dati meteo misurati o simulati (Ex. CALMET). Il modello può utilizzare dati meteo misurati o simulati (Ex. CALMET).
SENSIBILITA’ DEL MODELLO ALL’OROGRAFIASENSIBILITA’ DEL MODELLO ALL’OROGRAFIA
Sono state eseguite diverse analisi di sensibilità del modello al variare Sono state eseguite diverse analisi di sensibilità del modello al variare delle impostazioni dei diversi parametri (termodinamici, fisiografici, etc.). delle impostazioni dei diversi parametri (termodinamici, fisiografici, etc.).
Uno degli aspetti più interessanti è stata la sensibilità all’orografiaUno degli aspetti più interessanti è stata la sensibilità all’orografia
CONFRONTO MEDIA GIORNO TIPO ANNO 1999
0123456789
ORA
mic
rogr
/m3
CONSENZA
Esempio di analisi graficaEsempio di analisi grafica
Esempio di elaborazione datiEsempio di elaborazione dati
OROGRAFIAOROGRAFIA
Con l’utilizzo di SURFER 6.0 è stata effettuata un’analisi dei dati del Con l’utilizzo di SURFER 6.0 è stata effettuata un’analisi dei dati del file di orografia:file di orografia:
Il modello WinDimula risulta essere sensibile ad Il modello WinDimula risulta essere sensibile ad un’orografia di questo tipo, come riportato in questo studio.un’orografia di questo tipo, come riportato in questo studio.Confrontando le concentrazioni in uscita ottenute attivando Confrontando le concentrazioni in uscita ottenute attivando o no il modulo per il calcolo degli effetti dell’orografia, si è o no il modulo per il calcolo degli effetti dell’orografia, si è
ottenuto uno scarto massimo tra i risultati del .ottenuto uno scarto massimo tra i risultati del .
La superficie presenta un La superficie presenta un dislivello è di 50m in una dislivello è di 50m in una
distanza di 10 Km. Zone di distanza di 10 Km. Zone di avvallamento sono anche avvallamento sono anche presenti nell’intorno della presenti nell’intorno della
sorgente.sorgente.
%20
PERCENTUALE MEDIA ANNO
-25
-15
-5
5
15
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
GIORNO TIPO
%
STUDIO FUTURO – MODELLO IMPACT 1.4STUDIO FUTURO – MODELLO IMPACT 1.4
ARIA Impact è un modello gaussiano per il calcolo ARIA Impact è un modello gaussiano per il calcolo dell’impatto delle emissioni dai siti industriali e dell’impatto delle emissioni dai siti industriali e
traffico veicolaretraffico veicolare..
IMPACT permette il confronto delle concentrazioni IMPACT permette il confronto delle concentrazioni calcolate con i valori di normativa (media annuale, calcolate con i valori di normativa (media annuale, percentili). percentili). E’ inoltre possibile effettuare un’analisi statistica dei E’ inoltre possibile effettuare un’analisi statistica dei dati meteorologici (rosa dei venti, serie temporali)dati meteorologici (rosa dei venti, serie temporali)
Lo studio delle emissioni veicolari consente di Lo studio delle emissioni veicolari consente di confrontare il contributo del settore traffico con confrontare il contributo del settore traffico con
quello industriale.quello industriale.
ENEA/LaRIA – Modellistica e Calcolo
EXPERTISE: CALCOLOEXPERTISE: CALCOLOMichele MazzeoMichele Mazzeo
ENEA – Expertise CalcoloENEA – Expertise Calcolo
ENEA – Expertise CalcoloENEA – Expertise Calcolo
8622 Mbps
Cray 39 Gflops
25 Gflops
Cluster Linux 50 Gflops
Portici
Brindisi
ENEA – Expertise CalcoloENEA – Expertise Calcolo
ENEA – Expertise Calcolo
ENEA – Expertise CalcoloENEA – Expertise Calcolo
WEB access “ Direct to the applications ”
ENEA – Expertise CalcoloENEA – Expertise Calcolo
Expertise CM/KM• Autonomy• Biblioteca d’Alessandria
BDA VS Autonomy: conclusioni !BDA VS Autonomy: conclusioni !
Biblioteca d'AlessandriaBiblioteca d'Alessandria èè:• strumento specifico per la creazione di archivi scientifici, ed
implementa tutti i più moderni standard e concetti in materia, come: il protocollo OAI-PMH, il decentramento dello sforzo amministrativo (che restituisce un controllo costante della conoscenza condivisa all'autore stesso), il DRM ed il Lavoro Collaborativo;
• Implementa il modello di rete P2P;
• fatto non trascurabile, lo staff BdA è direttamente disponibile per interventi in loco;
• È stato adottato da ASTER per la costruzione di un sistema di Content Management per la Rete dell’Alta Tecnologica della Regione E-R <<<<<<<<
BDA BDA VSVS Autonomy: conclusioni ! Autonomy: conclusioni !
AUTONOMY:AUTONOMY:
• è un prodotto specifico per il file retrival su materiale non strutturato. E' indicato per reperire materiale scientifico nella rete via Web. OGGI è SUPERATO da GOOGLE Retrieval.
• la focalizzazione sul file retrieval piuttosto che sulle meccaniche della condivisione e creazione di archivi emerge soprattutto nella fase di "esposizione" dell'archivio, lasciata alla sola presenza di un sito web (a carico dell'utente), con dubbie caratteristiche di indicizzazione sui motori di ricerca, e quindi soggetto a perdersi nel mare d'informazioni della rete, come una qualunque altra informazione presente in rete.
• nella creazione e gestione di archivi risulta essere un sistema rigido, complesso, eccessivamente centralizzato, molto "distante" da chi la conoscenza la produce;
Sottoprogetto Calcolo e Modellistica
Obiettivi:• Sviluppo e Validazione di modelli per la simulazione
dell'inquinamento atmosferico, caratterizzazione fisico-chimica del particolato, modellistica della deposizione polmonare;
• Sviluppo di modelli matematici a simulazione di processo e di sistemi informativi tecnico-territoriali a supporto delle decisioni;
• Sviluppo INFostruttura avanzata per il calcolo scientifico, la modellistica, lo sviluppo e trasferimento delle Conoscenze (content/knowledge management, formazione).
ENEA/LaRIA – Modellistica e Calcolo
IL CONTRIBUTO ENEAIL CONTRIBUTO ENEA
CONTRIBUTO: ModellisticaCONTRIBUTO: Modellistica
1. Studio e Applicazioni di Modelli;
2. Validazione - CertificazioneEs.: sviluppo di criteri e metodi per l’uso in garanzia di qualità di modelli computazionali nella simulazione degli inquinanti, per la sostenibilità degli investimenti (ROI) nel campo delle politiche di mitigazioni degli inquinanti atmosferici su scala locale;
3. Monitoraggio;
4. Formazione; - scuole/stage di formazione
- Condivisione in rete di contenuti formativi e informativi;…..
5. Diffusione e Marketing del “prodotto” LaRIA
CONTRIBUTO: CalcoloCONTRIBUTO: Calcolo
• LaRIA InfoNetLaRIA InfoNetINFOstruttura per il Calcolo Scientifico e lo sviluppo del INFOstruttura per il Calcolo Scientifico e lo sviluppo del Sistema di Conoscenze dei Laboratori LaRIASistema di Conoscenze dei Laboratori LaRIA
CONTRIBUTO: CalcoloCONTRIBUTO: Calcolo
• LaRIA InfoNet … per il Content & Knowledge Management e la formazione
LaRIA InfoNet
Struttura dell'archivio
ArchivioPRRIITT
HI-MECH Agroalim. Ambiente Edilizia Innovazione Salute ICT
DirezioneAmministr.
Commissionescientifica
MECTRON
LARER
LAV
MISTER
MUSP
......
NANOF.
CEREALAB
SIQUAL
SIQUALCA CM
PROATTIVO
ECATE
LARIALARA
ERG
LITCAR
CECERBENCH
LARCO
ICOS NEREA
SPIMAC
CNA
IPLINNOVAMI
CROSS
ALMAWEB I.C.
ER
STARTERASCLAB
GEBBALAB
PRAI TEFARCO
GEA
KAMERI-CARE
INSEBALA
LAICA DIMOTER
ALMA-TWO
SUMMIT SWIMM
MARCONI OITOSPARTN1 PARTN2 ...
LaRIA InfoNET LaRIA InfoNET VSVS ENEA ENEA
LaRIA InfoNet
•-
Modellistica e Calcolo
Labs
Labs
Labs
Sensoristica
Remote Sensing
Grazie per Grazie per l’attenzione !l’attenzione !