Picco di PM10: a cosa è dovuto?

Figura 1. Pressione sul livello del mare (hPa)
relativa alle 00 UTC del 22 marzo 2020 (ECMWF)
 
Figura 2. Pressione media giornaliera sul livello del mare (hPa) relativa 26 marzo 2020 (GFS)
 
Figura 3. Pressione sul livello del mare (hPa) relativa alle 00 UTC del 29 marzo 2020 (ECMWF)
 
Figura 4. Mappe di concentrazione media giornaliera di polvere crostale (dust) stimate da SPARTA, per i giorni 27,28,29,30 marzo.
 
Figura 5. Back trajectories ensemble da modello NOAA HYPSPLIT e relative al 28 marzo 2020
 

Nello scorso fine settimana (28 -29 marzo) gran parte della penisola Italiana è stata interessata da un anomalo innalzamento dei valori di concentrazione di PM10, situazione alquanto inattesa in considerazione della riduzione delle emissioni antropiche conseguente all’epidemia da Coronavirus. Una spiegazione del fenomeno può essere ricercata analizzando le potenziali sorgenti emissive in relazione con il quadro meteorologico alla scala sinottica. 

 
 

Un'analisi della situazione meteo

Nell’ultima decade di marzo il vortice polare ha subito un forte indebolimento, cosa praticamente mai avvenuta nel corso dell’intero inverno 2019-2020. Sin dal 20 marzo un vasto campo di alta pressione si è consolidato sull’Europa settentrionale con massimi di oltre 1035 hPa sulla Penisola Scandinava e fortemente esteso lungo i paralleli fino a raggiungere la Siberia. Nei giorni successivi quest’alta pressione si è andata ulteriormente consolidando richiamando verso la nostra penisola masse d’aria estremamente fredde e secche di origine continentale (figura 1). A partire dal 23 marzo il massimo barico si è abbassato in latitudine richiamando comunque sulla nostra penisola ancora aria molto fredda continentale sospinta da venti molto forti da nord est evidenziati anche dal marcato gradiente barico. Anche nei giorni successivi la configurazione a grande scala si è mostrata scarsamente evolutiva con sostenuto afflusso di aria fredda proveniente dall’Europa dell’Est. Nella figura 2 la situazione del 26 marzo mostrata dal modello GFS, che permette di apprezzare l’origine molto continentale della massa d’aria .
 
La circolazione a scala sinottica è mutata in maniera apprezzabile a partire dal 28 marzo con una generale attenuazione del gradiente barico (differenza di pressione tra due zone contigue) nelle aree ad est della penisola italiana, come mostrato nella figura 3. 
 
In corrispondenza dell’attenuazione del gradiente barico  e della conseguente riduzione dell’intensità del vento superficiale, si è riscontrato un anomalo innalzamento dei livelli di concentrazione di PM10. 
 
 

Anomalie di PM10 in Toscana
per le polveri dal Mar Caspio?

Anche in Toscana, nelle giornate del 28 e del 29 marzo 2020 sono state misurate dalle centraline ARPAT valori molto elevati di PM10, attribuiti prevalentemente a polvere di origine desertica, quindi a trasporto long-range.  
 
Questa attribuzione è in accordo con quanto previsto dal sistema SPARTA operativo presso il LaMMA per la stima della concentrazione di inquinanti atmosferici in Toscana.

Le mappe in figura 4 ci mostrano la concentrazione media giornaliera della componente crostale del PM10 (dust), a partire dal 27 marzo: i valori stimati raggiungono livelli elevati, assolutamente anomali nelle giornate del 28 e 29 marzo, per poi diminuire fino ad azzerarsi il 31 marzo.
L’anomalia del fenomeno riguarda non solo i livelli elevati raggiunti, ma soprattutto l’origine del trasporto long-range di polvere desertica, che non è attribuibile all’area sahariana.
 
Infatti, la circolazione atmosferica di questo periodo non è certo favorevole al trasporto della polvere sahariana fino alla nostra penisola. L’ipotesi più accreditata è che l’anomalo aumento del PM10 sia legato alle polveri provenienti dalle aree desertiche prossime all’area del Mar Caspio o da aree desertiche ancora più orientali.
 
 
Per mettere in risalto la possibile origine della massa d’aria che ha interessato la regione Toscana nelle giornate del 28 e 29 marzo riportiamo in figura 5 le back trajectories del giorno 28 marzo ricostruite in modalità ensemble con il modello NOAA HYPSPLIT. La figura ha solo lo scopo di mostrarci la possibile origine delle polveri, attribuzione che naturalmente necessità di ulteriori approfondimenti con studi specifici che tengano anche in debito conto del numero di ore più opportuno con il quale realizzare le back trajectories.
Tuttavia è interessante notare come la mappa indichi zone di provenienza decisamente molto lontane, riconducibili all’area del Mar Caspio, Turkmenistan, Uzbekistan e Kazakistan (compreso il lago Aral), tutte zone non certo interessate in questo inverno da precipitazioni rilevanti ed anzi in genere caratterizzate da anomalie negative. 
 
Questo fenomeno anomalo, generato da una condizione sinottica assai poco frequente, si è realizzato, tra l’altro, in un periodo in cui le emissioni antropiche locali sono ridotte in seguito all’emergenza Coronavirus.
 
Ulteriori approfondimenti saranno oggetto di studi anche nell’ambito del Progetto regionale PATOS, che vede la collaborazione di Università di Firenze, INFN, ARPAT e Consorzio LaMMA, per approfondimenti nell’ambito dello studio del PM10.
 
 
 

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Ultimo aggiornamento: 02/04/2020