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P.za L. Da Vinci, 7 20133 Milano
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MMS Caline 4
Manuale d’uso del modello
S.r.l.
P.zza L. da Vinci, 7 20133 Milano
tel: +39 2 2367490
e-mail: [email protected]
web: www.maind.it
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Informazioni: [email protected]
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SOMMARIO
1
Introduzione ................................................................................................................................................................ 3
1.1
La “mixing zone” ................................................................................................................................................ 3
1.2
Il sistema di coordinate ....................................................................................................................................... 3
1.3
La rugosità superficiale ....................................................................................................................................... 3
2
Il modello MMS Caline 4 ........................................................................................................................................... 4
2.1
Il menù principale del programma ...................................................................................................................... 4
2.1.1
File .............................................................................................................................................................. 5
2.1.2
Modelli ........................................................................................................................................................ 6
2.1.3
Visualizza ................................................................................................................................................... 6
2.1.4
Strumenti..................................................................................................................................................... 6
2.1.5
Importa ........................................................................................................................................................ 7
2.1.6
Programmi .................................................................................................................................................. 7
2.1.7
Finestre ....................................................................................................................................................... 7
2.1.8
Risorse in Internet ....................................................................................................................................... 8
2.1.9
Help “?” ...................................................................................................................................................... 9
2.2
La barra degli strumenti ...................................................................................................................................... 9
2.3
I file accessori ................................................................................................................................................... 10
2.3.1
Sorgenti ..................................................................................................................................................... 10
2.3.2
Recettori .................................................................................................................................................... 11
2.3.3
Dati meteo Short Term.............................................................................................................................. 12
2.3.4
Dati meteo per ricerca massimo ................................................................................................................ 13
2.4
Scenario diffusivo Caline – Preparazione input ................................................................................................ 14
2.4.1
Reticolo ..................................................................................................................................................... 14
2.4.2
Inquinante ................................................................................................................................................. 15
2.4.3
Sorgenti ..................................................................................................................................................... 17
2.4.4
Dati Meteo ................................................................................................................................................ 17
2.4.5
Output ....................................................................................................................................................... 17
Indice delle figure ............................................................................................................................................................. 19
Indice delle tabelle ............................................................................................................................................................ 19
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1 Introduzione
Il modello diffusivo Caline 4 è stato sviluppato dal CALTRANS (Californian Institute of Transportation) californiano
per lo studio della diffusione degli inquinanti emessi da traffico autoveicolare.
Il modello nasce espressamente per implementare il protocollo del CO secondo la legislazione USA vigente ma
permette lo studio della diffusione di altre specie chimiche sempre emesse da sorgenti lineari stradali quali: NO2,
particolato, generico inquinante chimico non reattivo.
Lo studio della diffusione viene affrontato in termini gaussiani utilizzando il concetto della “Mixing Zone”.
Per lo studio della diffusione del biossido di azoto (NO2), a causa della sua importante reattività in atmosfera viene
utilizzato il metodo “ Discrete Parcel Method”
1.1
La “mixing zone”
I calcoli gaussiani di diffusione si basano sul modello della “mixing zone” definita come un’area di spessore pari alla
dimensione della strada + 3 m a destra e +3 metri a sinistra di essa (per tenere conto della dispersione orizzontale di
inquinante legata alla scia generata dal movimento dei veicoli) e di altezza definita dall’utente in input (attraverso il
parametro MIXH del record 5). In quest’area si assume che la turbolenza e l’emissione siano costanti. In questa zona
inoltre si suppone che la turbolenza sia termica che meccanica sia dovuta alla presenza di veicoli in movimento ad a
temperature elevate. La dispersione verticale iniziale di inquinante (SGZ1) è funzione della turbolenza ed è stato
dimostrato essere indipendente dal n. di veicoli (in un range di 4000 – 8000 veicoli/ora) e dalla loro velocità (in un
range di 30 – 60 mph) questo perché un aumento del traffico aumenta la turbolenza termica ma comporta una riduzione
della turbolenza meccanica legata alla velocità da cui l’ipotesi di costanza della turbolenza nella “mixing zone”. SGZ1
dipende invece dal tempo di residenza TR dell’inquinante nella “mixing zone” che è funzione della velocità del vento.
La relazione che lega SGZ1 e TR è la seguente:
SGZ1[m] = 1.8+0.11*TR[sec]
formula derivata da dati della General Motors relativi a medie temporali di 30 minuti. Il valore iniziale della dispersione
verticale SGZ1 viene quindi corretto per tempi di media diversi dai 30 minuti secondo la seguente formula:
SGZ1ATIM = SGZ1 30 *(ATIM[min]/30)0.2
dalla quale si intuisce la dipendenza del tempo di media nei calcoli di diffusione.
In condizioni notturne, con velocità del vento basse (< 1 m/s) anche l’altezza della “mixing zone” risulterà piuttosto
bassa. In questo caso il manuale del modello rimanda alla formulazione di Pasquill e Draxler che richiede la deviazione
standard sulla direzione del vento e che in ogni caso deve essere implementata nel modello .
1.2
Il sistema di coordinate
Caline4 usa un sistema di coordinate cartesiano (X,Y) (X positivo = Est; Y positivo = Nord) all’interno del quale
vengono definite le geometrie dei LINKS e le direzioni del vento. Per la direzione del vento si usa la convenzione
standard (0°  vento proveniente da NORD) dove il NORD è definito dall’asse Y positivo. La localizzazione del
sistema di coordinate è sottintesa cioè è possibile orientare il Nord come si vuole (Nord assoluto, Nord magnetico,
direzione casuale) purché tulle la coordinate siano consistenti con questa orientazione.
Il sistema di distanze usato all’interno del modello è il sistema metrico però è possibile specificare coordinate, distanze,
spessori... nel sistema di lunghezze desiderato; il modello richiede in input un coefficiente di scala (SCAL) per
trasformare tali distanze in metri (SCAL=1 se l’input è già in metri).
Le quote richieste sono relative all’altezza del suolo e non assolute.
Il modello prevede l’utilizzo di quattro tipi di inquinanti :CO, NO2, gas inerte (tipo SF6) e particolato. L’opzione “gas
inerte “ permette l’utilizzo di un qualsiasi gas non reagente nell’atmosfera basterà specificare in input il suo peso
molecolare.
1.3
La rugosità superficiale
La rugosità superficiale che viene richiesta dal modello può essere dedotta dalle regole di seguito esposte e dalla
seguente Tabella 1-1
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Tabella 1-1:Valori di rugosità
Le regole consigliate dal modello sono le seguenti:
Ambiente rurale Z0 = 10 cm
Ambiente Suburbano Z0 = 100 cm
Central Business District Z0 = 400 cm
Altri valori secondo Tabella 1-1 o comunque seguendo la regola Rugosità aerodinamica in cm (3 < Z0 < 400 cm 15%
altezza media degli ostacoli presenti)1.
2 Il modello MMS Caline 4
Il modello Caline 4 è inserito all’interno della suite modellistica MMS (Maind Model Suite); potrà quindi usufruire
delle potenzialità grafiche di visualizzazione dei risultati (attraverso l’interfaccia “Analisi Grafica”) che dei tool di
postprocessamento dei risultati (attraverso il software “WDPro”).
2.1
Il menù principale del programma
All’apertura del programma si apre una finestra contenitore vuota dove l’unica sezione attiva è rappresentata dal menù
principale del programma mostrato nella figura seguente:
Figura 2-1: MMS Caline 4 – Il menù principale
Il menù permette la navigazione attraverso il programma, gli strumenti comuni della Suite MMS e le dipendenze online del modello (aggiornamenti, FAQ ... ) qualora il modello sia installato su un PC con collegamento in internet.
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Il modello non è molto sensibile alla rugosità superficiale in quanto nei pressi della strada la concentrazione è dominata dal modello della “mixing
zone” che è indipendente dalla ZO
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2.1.1 File
Permette la gestione (apertura, salvataggio ... ) dei file del programma in linea con le funzionalità degli applicativi
software Microsoft. Il menù a tendina corrispondente è mostrato nella figura seguente. Nell’immagine tutte le voci della
tendina “File” sono abilitate ma in un caso reale saranno abilitate solo le voci relative alle operazioni contestualmente
consentite.
Figura 2-2: MMS Caline – Menù principale  file
Nuovo:
apertura di un nuovo (inesistente) file di tipo
Calcolo Caline file di input per una simulazione Caline;
Sorgenti:
apertura di un nuovo file delle sorgenti;
Recettori:
apertura di un nuovo file di recettori;
Dati Meteo:
apertura di un nuovo file meteorologico;
Ognuno dei file che verranno aperti presenterà una sua propria maschera/e di inserimento dati. I file così creati potranno
essere salvati sul PC e recuperati come file di input per una simulazione Caline. Alcuni di questi file potranno essere
utilizzati da altri programmi MMS
Apri:
apertura di un file esistente di tipo
Calcolo Caline file di input per una simulazione Caline;
Sorgenti:
apertura di un nuovo file delle sorgenti;
Recettori:
apertura di un nuovo file di recettori;
Dati Meteo:
apertura di un nuovo file meteorologico;
Le due voci sono esattamente identiche con la sola differenza che la prima voce (Nuovo) consente la creazione di un
nuovo file mentre la seconda (Apri) consente l’edizione di un file già creato in precedenza
Salva/Salva con nome:
salvataggio del file di lavoro (file aperto nella finestra di lavoro attuale);
Run:
esecuzione del modello;
Registrazione:
attivazione della procedura di registrazione del modello. Questa voce è selezionabile solo se
il modello non risulta abilitato ( è stato installato in versione demo). Dopo l’avvenuta
abilitazione del software la voce viene disabilitata.
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Esci:
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Uscita a sistema operativo.
2.1.2 Modelli
Gestione dei modelli accessibili dalla finestra contenitore. Nel caso di MMS Caline 4 l’unico modelli accessibile è il
solo modello Caline 4.
Figura 2-3: MMS Caline – Menù principale  modelli
apertura di un file di configurazione MMS-Caline 4 esistente (equivalente all’opzione
File  Apri  Calcolo Caline);
Nuovo apertura di un nuovo file di configurazione MMS-Caline 4 (equivalente all’opzione
File  Nuovo  Calcolo Caline).
Modello Caline: Apri:
2.1.3
Visualizza
Gestione della visualizzazione dei componenti grafici
“Barra degli strumenti”
Le operazioni principali del modello possono essere attivate attraverso le icone della barra
“Barra di Stato”
Contiene informazioni sull’utilizzo delle finestra selezionata. Come il modo di utilizzare
l’Help contestuale
2.1.4 Strumenti
Questa voce del menù principale permette di accedere all’editor interno al modello per la preparazione dei file di input
richiesti dallo scenario diffusivo che si intende analizzare.
Le funzioni attivabili attraverso questa voce del menù principale sono identiche a quelle descritte precedentemente alle
voci Apri e Nuovo del menù File anche se ne permettono un’attivazione più immediata ed intuitiva ed inoltre
consentono la creazione di un apposito file meteo per la ricerca dei massimi di ricaduta
Sorgenti:
vedere analoga voce par. 2.1.1 File  Apri/Nuovo
Recettori:
Dati Meteo Short Term:
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Dati Meteo per Ricerca Massimo:
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attiva un wizard per la generazione guidata di un file di dati meteorologici
per la valutazione del massimo di ricaduta in assenza di dati misurati.
Figura 2-4: MMS Caline – Menù principale  Strumenti
2.1.5 Importa
Questa voce del menù principale permette l’attivazione di eventuali tool di importazione dati sviluppati ad hoc per il
modello in oggetto.
Il menù a tendina relativo contiene la solo voce “Aggiorna” che permette la ricerca sul computer di installazione di
eventuali tool di importazione che, se trovati, vengono inseriti direttamente nella tendina del menù “Importa”.
2.1.6 Programmi
La funzione di questa voce del menù principale è sostanzialmente equivalente alla precedente voce “Importa”. In questo
caso la voce “Programmi” permette l’attivazione dei programmi MMS accessori al modello utilizzato senza uscire
dall’ambiente di esecuzione.
Figura 2-5: MMS Caline – Menù principale  Programmi
2.1.7 Finestre
Questa voce del menù principale permette di vedere quali finestre sono attualmente aperte nell’area di lavoro. La
finestra attualmente attiva è contrassegnata dal segno di spunta nella tendina del menù.
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Figura 2-6: MMS Caline – Menù principale  Finestre
2.1.8 Risorse in Internet
Ogni programma inserito in MMS contiene, nel suo menù principale, la voce “Risorse in Internet” che permette di
collegarsi on-line direttamente dal programma (se il programma MMS è installato su un PC con accesso ad internet
abilitato) al sito MAIND per poter svolgere operazioni generali inerenti il programma in oggetto quali la verifica di
eventuali aggiornamenti disponibili, l’accesso all’area FAQ del sito ed all’area riservata alla documentazione aggiuntiva
disponibile relativa ai modelli MMS (manuali, articoli ...).
Figura 2-7: MMS Caline – Menù principale  Risorse in Internet
www.maind.it:
attivazione del collegamento on-line al sito MAIND;
Aggiornamenti:
verifica automatica sul sito MAIND della presenza di aggiornamenti disponibili al
programma rispetto alla versione installata. Se viene rilevata la presenza sul sito di una
versione più aggiornata del programma rispetto a quella installata sul computer dell’utente è
possibile procedere allo scaricamento della patch di aggiornamento oppure è possibile
installare direttamente tale aggiornamento dal sito MAIND. Il servizio è completamente
gratuito.
NOTA: è consigliabile attivare periodicamente tale voce per mantenere il programma
aggiornato sempre all’ultima versione disponibile.
Domande e Risposte:
Accesso all’area FAQ (Frequently Asked Questions) del sito relativa al modello;
Documentazione:
modello;
Accesso all’area del sito dove è scaricabile eventuale documentazione disponibile relativa al
Fattori di emissione:
collegamento on – line al sito APAT (Agenzia Nazionale per la Protezione Ambientale e per
i Servizi Tecnici) contenete i fattori di emissione nazionali da traffico autoveicolare
aggiornati all’anno 2000. L’indirizzo attualmente selezionabile dal menù è stato recentemente
modificato; l’indirizzo corretto ad oggi è il seguente:
http://www.sinanet.apat.it/it/sinanet/fetransp/
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2.1.9 Help “?”
Il pannello permette di accedere agli aiuti accessori al programma
Figura 2-8: MMS Caline – Menù principale  ? - Help
Sommario:
Help generale del programma MMS Caline 4;
Fattori di emissione:
tabelle integrate nel programma dei fattori di emissione veicolari. Queste tabelle contengono i
fattori di emissione in (g/veicolo * km) editi da APAT ed aggiornati fino all’anno 1997. Le
tabelle sono state inserite nel programma in quanto all’atto di uscita del programma
risultavano essere la pubblicazione ufficiale più aggiornata in merito a livello nazionale. I
fattori di emissione attuali (aggiornati all’anno 2000) pubblicati dopo il rilascio del
programma sono accessibili on line tramite le istruzioni riportate al paragrafo precedente;
Documentazione
Originale
Manuale originale in lingua inglese del modello Caline 4 del CALTRANS;
Visualizza suggerimenti: attivazione della finestra suggerimenti. La stessa finestra che parte automaticamente
all’apertura di MM Caline 4;
Informazioni su:
2.2
apertura della finestra informazioni generali sul programma. La finestra contiene la versione
(per eventuali aggiornamenti) ed il numero seriale del programma.
La barra degli strumenti
Le funzioni più importanti contenute nel menù principale sono accessibili direttamente attraverso la barra degli
strumenti.
Figura 2-9: MMS Caline –La barra degli strumenti
Il significato delle varie icone della barra (abbastanza autoesplicative) compare a programma posizionando il mouse
sull’icona stessa.
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2.3
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I file accessori
Per la preparazione di uno scenario diffusivo possono essere richiesti alcuni file accessori (sia obbligatori che
opzionali). Questi file devono essere preparati eventualmente prima della definizione del file di input dello scenario che
si intende studiare. I percorsi per la preparazione di tali file sono molteplici e dipendono sostanzialmente dalle abitudini
d’uso dell’utente. Il sistema tipico di preparazione è rappresentato però dalla voce “Strumenti” del menù principale.
Questa voce permette all’utente di accedere ad un editor per la preparazione di tali file accessori dall’interno del
programma ed indipendentemente dalle altre operazioni in corso.
Il paragrafo 2.1.4 descrive in generale questo menù; più in dettaglio ecco gli aspetti principali delle singole voci
componenti il menù:
2.3.1 Sorgenti
Immissione dati relativi alle sorgenti emissive cioè dei tratti stradali. Per ogni tratto stradale componente lo scenario
andrà inserito un set di dati come quello mostrato di seguito. Il modello permette l’inserimento di un massimo di 20
tratti stradali (link). Selezionando una casella con il mouse e premendo F1 si attiva l’Help contestuale relativo alla voce
selezionata
Figura 2-10: Editor delle sorgenti stradali
Sigla:
stringa di testo per identificare il link stradale
Tipologia:
tipo di link stradale immesso (la scelta del link stradale è circoscritta ai seguenti tipi di strade:
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Selezionabili attraverso l’apposito menù a tendina):
Coordinate:
box di inserimento delle coordinate iniziali e finali (rispettivamente) in metri relative al dominio di
calcolo selezionato. Coordinate di inizio e fine del link stradale;
Altezza media
Relativa:
Altezza in metri del link stradale relativamente al dominio di calcolo. Il range di altezze consentito
deve essere compreso tra –10 e + 10 metri consentendo quindi di considerare tipologie di link quali
strade in avvallamento e su terrapieno;
Larghezza della:la “mixing zone” rappresenta il volume circostante il link stradale all’interno del quale si sviluppano i
Mixing zone
meccanismi diffusivi considerati dal modello (par 1.1). Tale volume è limitato verticalmente
dall’altezza di rimescolamento ed orizzontalmente dalla larghezza della “Mixing Zone” (questo dato)
intesa come la larghezza della strada + 3m a destra + 3m a sinistra di essa ( es: una strada larga 15 m
avrà una mixing zone corrispondente larga almeno 21 m). Il valore della “mixing zone deve essere >
10 m. Valori <0 e = 0 sono accettarti dall’editor ma provocano errori di esecuzione del programma;
n. di veicoli:
all’ora
numero di veicoli all’ora transitanti nel link stradale (stimati attraverso modelli di flusso di traffico
o per analogia con scenari simili)
fattore di
emissione
emissione media di ogni veicolo transitante nel link espresso in (g/veicolo*ora). I fattori di emissione
nazionali sono reperibili attraverso le stime ufficiali APAT consultabili attraverso gli appositi link del
programma (par. 2.1.8 – par.2.1.9)
Fattori di
emissione
il pulsante permette di accedere alla finestra di scheduling delle emissioni orarie. La finestra permette
di inserire sia il numero di veicoli transitanti il link nell’arco delle 24 ore che la percentuale oraria
dell’emissione
2.3.2
Recettori
I recettori sono tutti i punti in cui il modello calcolata un valore di concentrazione. Sono punti recettori tutti i nodi del
grigliato di calcolo; in questo caso essi verranno definite (in numero e posizione) dalle caratteristiche del dominio. Oltre
a tali recettori è possibile inserire nei calcoli i cosiddetti recettori discreti cioè punti di calcolo che non fanno parte del
dominio di calcolo. Il menù “Strumenti  Recettori permette di creare/editare un file apposito di tali recettori che potrà
essere inserito nella configurazione di calcolo. Selezionando una casella con il mouse e premendo F1 si attiva l’Help
contestuale relativo alla voce selezionata
Figura 2-11: Editor dei recettori
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Come mostrato in figura, ogni recettore discreto è identificato da una coppia di coordinate (metriche) contenute nel
dominio di calcolo e dalla sua quota (sempre in metri) rispetto al suolo. Per ogni recettore è possibile stabilire una
stringa di testo (nome) che lo caratterizzi.
2.3.3 Dati meteo Short Term
Questo item permette la creazione/edizione di file di dati meteorologici orari per simulazioni di tipo short term. La
figura seguente mostra i dati meteo orari richiesti per la creazione dei file meteo. Il file può contenere un’intera
sequenza di dati orari (tipicamente una sequenza annuale oraria). Come per i pannelli di immissione precedenti
selezionando una casella con il mouse e premendo F1 si attiva l’Help contestuale relativo alla voce selezionata
Figura 2-12: Editor dei dati meteo
Data:
Data della misura del dato meteo gg/mm/aa. Se la data di misura non è disponibile
deselezionare il box
Ora:
Ora della misura del dato meteo secondo la convenzione 1:00 – 24:00
NOTA: i due dati DATA e ORA sono indispensabili, in caso di serie temporali di dati meteo, qualora sia richiesto il
calcolo delle medie di concentrazione diverse dalla media totale sull’intero periodo e dalla media oraria. Questi valori
medi di concentrazione sono valutabili attraverso il postprocessore WDPRO
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Classe di stabilità:
Valore della stabilità atmosferica secondo Pasquill (A,B,C,D,E,F+G). Selezionando
un valore di stabilità viene automaticamente assegnato nel box successivo il valore
di default per l’altezza di rimescolamento relativo alla classe scelta. Le classi E ed
F+G (stabile e fortemente stabili) non hanno un valore di altezza di rimescolamento
pertanto il valore di default assegnato è molto alto
Altezza di rimescolamento:
Valore in metri dell’altezza di rimescolamento dell’atmosfera. Se il dato è misurato
inserire il valore fornito altrimenti accettare il valore di default inserito
automaticamente attraverso la scelta della classe di stabilità
Temperatura dell’aria:
temperatura dell’aria in K
Velocità del vento:
Direzione di provenienza:
Velocità del mento in m/s rilevata dall’anemometro posto alla quota specificata
direzione di provenienza del vento in gradi da nord secondo la convenzione
meteorologica: 0° gradi  vento proveniente da Nord, 90° gradi  vento
proveniente da Est ... in senso orario
ATTENZIONE: nella versione Caline 4 implementata in MMS Caline 4 sono
imposti i seguenti limiti massimi di velocità consentiti per ogni classe di stabilità:
classi A e C 4 m/s; Classi B,E,F+G 5.5 m/s
Deviazione standard della
direzione del vento:
indicazione della direzionalità del dato di vento (sbandieramento); il valore viene
utilizzato nell’algoritmo diffusivo per la determinazione delle sigma diffusive.
ATTENZIONE: il valore 0 per questo parametro, anche se impostato per default,
causa un errore di run time durante l’esecuzione del modello e non deve pertanto
essere mai utilizzato
Quota di misura
sul livello del suolo:
Quota in metri sul livello del suolo alla quale è rilevato il dato meteorologico.
2.3.4 Dati meteo per ricerca massimo
Si tratta di una procedura guidata (in 3 passi) che permette la creazione di un file di dati meteorologici “Short Term” in
assenza di dati misurati.. Questa procedura ha lo scopo di definire un set completo di dati meteorologici per effettuare la
ricerca del massimo di ricaduta o per effettuare valutazioni sul rispetto dei limiti di legge.
primo passo :
definizione delle direzione di provenienza del vento
singola direzione
tutta la rosa dei venti suddivisa in intervalli angolari di cui si richiede l’ampiezza
secondo passo: selezione della tipologia dei dati meteo
-) dati screening (completo)
-) dati screening (set ridotto – 1 valore per ogni classe di stabilità)
-) set di dati non specificato (il file finale non conterrà a valori dei velocità del vento ma solo
di temperatura e direzione; la velocità del vento dovrà poi essere inserita manualmente
terzo passo:
inserimento della temperatura dell’aria (K)
Alla fine della procedura viene generato un file meteo per simulazioni short term (file meteo con valori orari) che potra
sia essere editati in tutti i suoi valori che salvato ed utilizzato per la valutazione di uno scenario diffusivo.
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NOTA: I dati preparati con questa procedura NON contengono indicazioni sulla data e sull’ora in quanto si tratta di dati
fittizi; l’utilizzazione di tali dati impedisce le post elaborazioni che prevedono risultati aggregati come ad esempio la
verifica di concentrazioni medie giornaliere o sulle tre ore.
2.4
Scenario diffusivo Caline – Preparazione input
La preparazione di uno scenario diffusivo Caline 4 (la preparazione di un input diffusivo) è un procedimento composto
da 5 passi distinti ognuno dei quali è rappresentato da un’apposita scheda di inserimento dati.
La preparazione di un input diffusivo coinvolge sia l’inserimento di dati numerici “costruttivi” che di file (meteo,
diffusivi ... ) che devono essere preparati a parte ad esempio attraverso l’editor “Strumenti”. Il procedimento inizia
attraverso la selezione della voce File  nuovo/apri  calcolo di Caline del menù principale (par. 2.1.1). Questa
sequenza porta all’apertura della finestra principale contenente le schede di inserimento dati.
2.4.1 Reticolo
Scheda di inserimento dei dati relativi al dominio di calcolo. Nella finestra vengono richiesti i dati generali di
configurazione dello scenario in esame:
Figura 2-13: Creazione del file di configurazione - La finestra dati reticolo
Titolo:
stringa descrittiva (max 40 caratteri)
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Ascissa e ordinata origine:
coordinate in metri dell’origine del reticolo di calcolo. Tutti gli elementi inseriti
nello scenario (sorgenti, recettori ... ) dovranno essere definiti in relazione all’origine
del reticolo di calcolo;
n. di punti ...:
numero di punti di griglia in direzione X ed Y rispettivamente. Recettori cartesiani;
Passo del reticolo ... :
distanza in metri tra due punti di griglia in direzione X ed Y rispettivamente. Le
maglie di calcolo possono essere rettangolari
Quota media sul livello del mare: valore medio rappresentante la quota dell’intero dominio di calcolo (si ricorda che
nei calcoli Caline non è inclusa l’orografia) rispetto al livello del mare. Questo
dato viene utilizzato per le conversioni interne da g/m3 a ppb:
coordinata z sul livello del
altezza in metri dei recettori cartesiani rispetto al suolo (tutti i punti di griglia del
suolo (m):
dominio cartesiano saranno considerati a quest’altezza sul suolo;
Rugosità superficiale (cm):
valore della rugosità superficiale del suolo espresso in cm. Valori tipici del
parametro sono espressi nella Tabella 1-1 (par.1.3)
Presenza di recettori discreti:
box di selezione di un file (preparato in precedenza par.2.3.2) contenente recettori
discreti. La presenza di tale file non è obbligatoria.
2.4.2 Inquinante
Scheda di inserimento dati relativi all’inquinante immesso in atmosfera. Caline 4 può trattare i seguenti inquinanti:
CO
NO2 (Discrete Parcel Method)
Gas inerte
Particolato
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La scheda di immissione dati ha il seguente aspetto:
Figura 2-14: Creazione del file di configurazione - La finestra dati inquinante
I dati sono suddivisi in due gruppi : tipologia di inquinante e valori di fondo. La prima sezione rimane invariata
qualunque sia l’inquinante prescelto mentre sezione “valori di fondo” varia in caso di selezione dell’ NO 2 in quanto in
questo caso necessitano ulteriori informazioni per implementare la tecnica “Discrete Parcel Method” per la stima della
reattività chimica.
Seleziona l’inquinante: menù a tendina per la scelta della tipologia di inquinante. In caso di selezione di CO o NO 2
viene
preimpostato
il peso
molecolare
della sostanza
Peso molecolare:
peso molecolare della sostanza inquinante prescelta. Il valore deve essere inserito dall’utente
in caso di “Gas inerti”, altrimenti è preimpostato dal programma stesso. Nel caso del
particolato questo dato è inutile nel senso che non viene utilizzato nei calcoli (inserire 0 o
qualsiasi altro valore; il peso molecolare viene utilizzato soltanto nella trasformazione da
ug/m3 a ppm non effettuata nel caso delle particelle).
Velocità di sedimentazione
gravitazionale (cm/s):
velocità di spostamento verso il suolo da parte di inquinanti più pesanti
dell’atmosfera. Questo parametro è abilitato solo per il particolato. In
questo caso una stima di tale velocità può essere fatta attraversi la legge di Stokes

F  6Ru
R  1
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dove R è il raggio medio delle particelle considerate supposte sferiche e η la
viscosità dinamica del fluido (per aria=2 exp-5 kg/(m s)
Velocità di deposizione (cm/s):
parametro relativo ad ogni singola sostanza chimica che ne definisce la sua tendenza
all’assorbimento da parte della vegetazione presente (aspetto “chimico”). Non deve
essere confusa con la precedente velocità di sedimentazione (aspetto “meccanico”).
Il suo valore dipende dal tipo di uso del suolo. In caso di valore dubbio lasciare il
valore di default.
Valore di fondo:
box di inserimento del valore di fondo dell’inquinante nel dominio di calcolo. Questo valore
verrà sommato in ogni recettore al valore di concentrazione calcolato dal modello.
Poiché Caline 4 trasforma internamente ogni concentrazione in ppm prima di rilasciare in
output tale valore, il valore di fondo deve essere inserito direttamente in ppm. Questo
procedimento non vale per il particolato per il quale la concentrazione è sempre considerata
in g/m3 e non subisce trasformazioni in ppm. Il questo caso il valore di fondo deve essere
inserito direttamente in g/m3.
Valore di fondo
(scelta di NO2)
in caso di scelta dell’inquinante NO2 viene utilizzata la tecnica definita come “Discrete
Parcel Method” per stimare la reattività di tale inquinante in atmosfera. A seconda del tasso
di ozono presente infatti l’NO2 tende a trasformarsi in NO e viceversa in maniera piuttosto
complessa. La tecnica DPM stima solo questo tasso di trasformazione attraverso i parametri
richiesti in questa sezione. I valori richiesti sono:
Valore di fondo per l’ozono ambiente (ppm)
Valore di fondo per NO (ppm)
Valore di fondo per NO2 (ppm)
Velocità della reazione inversa (1/s)
parametro richiesto dal DPM, sostituire il valore
di default se = zero con 0,004 (1/s)
2.4.3 Sorgenti
Scheda di immissione del file contenente i dati relativi ai link stradali da considerare nello scenario emissivo. La
finestra contiene solo il box di inserimento del nome del file precedentemente creato (par. 2.3.1)
I pulsanti funzionali a lato del box di inserimento ne permettono rispettivamente la selezione del nome all’interno del
computer e l’edizione del file selezionato.
2.4.4 Dati Meteo
Come nel precedente paragrafo delle sorgenti la scheda contiene il solo box di immissione del nome del file contenente
i dati meteorologici precedentemente preparato (par. 2.3.3 e 2.3.4) con i relativi pulsanti funzionali.
2.4.5 Output
Il modello originale Caline 4 presenta un output piuttosto differente da quello tipico MMS. In particolare mentre MMS
necessita di un output su grigliato di calcolo (per l’utilizzazione della grafica), Caline 4 originale fornisce valori di
concentrazione solo in recettori discreti (max 20 recettori e max 24 ore di dati meteorologici). Questa sezione di output
è stata quindi sostanzialmente modificata per l’inserimento del modello in MMS ma è stata lasciata la facoltà per utenti
abituati della versione originale del modello di ritrovare all’aspetto originale dell’output.
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La scheda di output è mostrata nella figura seguente:
.
Figura 2-15: Creazione del file di configurazione - La finestra opzioni di output
Effettuare il calcolo
solo nei rec. discreti:
Salvare il file originae
del modello Caline:
Opzioni di output:
Il box risulta abilitabile solo se si è inserito un file di recettori discreti nella scheda “Reticolo”
(par.2.4.1). Selezionando il box il calcolo non viene effettuato nei nodi del reticolo
aumentando quindi la velocità di esecuzione della simulazione.
è possibile salvare il file di input nel formato originale Caline. In questo caso si abilita il
il box di inserimento del nome del file per il salvataggio ;
scelta tra la produzione di un output in formato MMS (default) oppure in formato originale
Caline 4. A seconda della scelta il riquadro sottostante si modifica opportunamente.
Formato MMS: è possibile salvare i risultati ottenuti in ogni recettore per la successiva
postelaborazione (con WD2PRO). Il file prodotto è binario e può risultare
piuttosto grande a seconda del numero di recettore e di dati meteo
considerati. Se si seleziona questa opzione occorre però selezionare anche
la successiva relativa alla conversione da ppm in g/m3
FormatoCaline: occorre selezionare il tipo di run prescelto (attenzione in questo caso è
possibile utilizzare soltanto 24 dati meteorologici) e selezionare il nome del
file di output.
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Indice delle figure
Figura 2-1: MMS Caline 4 – Il menù principale ................................................................................................................. 4
Figura 2-2: MMS Caline – Menù principale  file ........................................................................................................... 5
Figura 2-3: MMS Caline – Menù principale  modelli..................................................................................................... 6
Figura 2-4: MMS Caline – Menù principale  Strumenti ................................................................................................. 7
Figura 2-5: MMS Caline – Menù principale  Programmi ............................................................................................... 7
Figura 2-6: MMS Caline – Menù principale  Finestre .................................................................................................... 8
Figura 2-7: MMS Caline – Menù principale  Risorse in Internet ................................................................................... 8
Figura 2-8: MMS Caline – Menù principale  ? - Help .................................................................................................... 9
Figura 2-9: MMS Caline –La barra degli strumenti ........................................................................................................... 9
Figura 2-10: Editor delle sorgenti stradali ........................................................................................................................ 10
Figura 2-11: Editor dei recettori ....................................................................................................................................... 11
Figura 2-12: Editor dei dati meteo .................................................................................................................................... 12
Figura 2-13: Creazione del file di configurazione - La finestra dati reticolo .................................................................... 14
Figura 2-14: Creazione del file di configurazione - La finestra dati inquinante ............................................................... 16
Figura 2-15: Creazione del file di configurazione - La finestra opzioni di output ............................................................ 18
Indice delle tabelle
Tabella 1-1:Valori di rugosità ............................................................................................................................................. 4
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Documentazione

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