Validazione a scala nazionale della ricostruzione con il modello WRF dei profili verticali dei parametri meteorologici

Air quality modelling uses as input data information about weather related info of the observed area. Such information, considered bi-three dimensional fields of meteorological parameters, are set up by means of specific modelling retrieving from observed data. The WRF model (Weather Research and Forecasting), for example, is one of the most used models to recreate vertical profiles, which means altitude parameter trend. It is obvious that the more accurate is the retrieving of meteorological fields the better recreation of space distribution of atmospheric pollutants. Discrepancies between observed concentration values and modelling results might in fact derive from not correct remake of meteorological forcing. It is therefore necessary to validate, at least in punctual way and for given points of the domain of modelling simulation, results of meteorological model which then represent the entry of air quality model. This study validates vertical profiles of temperature, related humidity, wind speed and direction from WRF model for points corresponding to meteorological stations of national territory, where are made experimental observations through atmospheric radiosoundings. The meteorological stations considered cover the whole national territory and are located at Milano-Linate, Rivolto (UD), Cuneo, Pratica di Mare (RM), San Pietro Capofiume (BO), Brindisi, Trapani and Decimomannu (CA). Modelling results validation has been developed on yearly basis for 2010 and 2017. The availability of modelling retrieving of vertical profiles of meteorological variables from WRF simulations, realized at different horizontal space resolution, has allowed validation of the effect of such parameter on model performance itself. From obtained results it is possible to determine that the model considered is able to describe appropriately the trend with the altitude of main meteorological parameters.

La modellistica della qualità dell’aria utilizza come fondamentale dato in ingresso informazioni sulle caratteristiche meteorologiche dell’area di studio. Tali informazioni, che assumono la connotazione di campi bi-tridimensionali dei parametri meteorologici vengono predisposte tramite specifiche ricostruzioni modellistiche a partire da dati osservati. Ad esempio, il modello WRF (Weather Research and Forecasting) è tra i più utilizzati per la ricostruzione dei profili verticali, ovvero dell’andamento dei parametri di interesse con la quota. È del tutto evidente che, tanto più accurata è la ricostruzione dei campi meteorologici, tanto migliore sarà la ricostruzione della distribuzione spaziale delle concentrazioni di inquinanti atmosferici. Infatti, discrepanze tra i valori osservati di concentrazione e risultati modellistici possono talora derivare da non corrette ricostruzioni della forzante meteorologica. È pertanto necessario validare, almeno in forma puntuale, limitatamente ad alcuni punti del dominio della simulazione modellistica, i risultati del modello meteorologico che costituisco poi l’ingresso al modello di qualità dell’aria. Nel seguente elaborato si è svolta la validazione dei profili verticali di temperatura, umidità relativa, velocità e direzione del vento prodotti dal modello WRF per i punti corrispondenti alle stazioni meteorologiche del territorio nazionale in cui vengono effettuate osservazioni sperimentali tramite radiosondaggi atmosferici. Le stazioni meteorologiche considerate coprono l’intero territorio nazionale e sono localizzate a Milano-Linate, Rivolto (UD), Cuneo, Pratica di Mare (RM), San Pietro Capofiume (BO), Brindisi, Trapani e Decimomannu (CA). La validazione dei risultati modellistici è stata sviluppata su base annuale per gli anni 2010 e 2017. Disponendo delle ricostruzioni modellistiche dei profili verticali delle variabili meteorologiche da simulazioni WRF effettuate a diversa risoluzione spaziale orizzontale, la validazione ha potuto anche analizzare l’effetto di tale parametro sulla prestazione del modello stesso. Dai risultati ottenuti si può concludere che il modello in questione è in grado di descrivere in maniera soddisfacente l’andamento dei principali parametri meteorologici in funzione della quota.