Convegno internazionale sulla meteorologia applicata in ambito urbano a Firenze: si parla di UHI (Urban Heat Island) ed inquinamento urbano

ximeniano_buonoAncora un Convegno di respiro mondiale e di grandissimo livello, la due giorni che ha visto radunati a Firenze, il 25 e 26 febbraio scorso, alcuni tra i maggiori esperti mondiali di meteorologia e modellistica ambientale che, nelle diverse sessioni tematiche di approfondimento, hanno presentato diversi aspetti dello studio della climatologia e della distribuzione degli inquinanti in ambito urbano. Una sede non certo casuale per il Convegno, quella del capoluogo toscano, culla assoluta di storia dell’umanità e sede di istituzioni fondamentali nella meteorologia, come lo storico Osservatorio Ximeniano, fondato nel 1756, nelle soffitte della storica sede di San Giovannino, a due passicnr_ibimet logo_ximenianodalla Cupola del Brunelleschi, da sempre simbolo della città. Fu il Padre gesuita Leonardo Ximenes, astronomo, ingegnere e geografo, figura di grande rilievo della Toscana dei Lorena (a lui si deve l’avvio della bonifica della Maremma toscana e del Padule di Bientina), a fondare l’Osservatorio che porta ancora il suo nome, prima che passasse sotto gli Scolopi, ancora oggi struttura di altissima eccellenza a livello europeo dopo oltre duecento anni di attività nella meteorologia. Una presenza consolidata a Firenze, da IBIMET, l’Istituto di Biometeorologia del CNR, struttura di riferimento per il nostro paese, nello studio dei cambiamenti climatici, fondata a diretta per molti anni dal professor Giampiero Maracchi, che ne è ancora una figura fondamentale di riferimento, e noto anche al grande pubblico in tema di climatologia e meteorologia. Una struttura IBIMET, alla quale sono, tra l’altro, profondamente legato per avere collaborato, con grandissime soddisfazioni umane e professionali con alcuni dei valenti ricercatori che ne fanno parte come il Dottor Francesco Meneguzzo e l’Ingegner Giovanni Gualtieri, autorevole relatore al Convegno di Firenze, con il quale ho avuto la gioia di condividere la redazione di tre studi sulla anemologia nel Mediterraneo centrale che sono stati pubblicati su una delle più prestigiose testate scientifiche mondiali del settore come Renewable Energy (Link Post precedente). Uno sfogo personale lo voglio fare, e riguarda da un lato la grande risposta della Comunità scientifica internazionale a cui ha corrisposto una indifferenza dei media locali a dir poco imbarazzante, in un momento come questo nel quale il paese sta cercando nuovi percorsi virtuosi, fondamentali per uscire dalla crisi: davvero un paese incredibile l’Italia, dove certe volte si da risalto ad iniziative di ampia mediocrità. Ma torniamo ad una parte dei contenuti del Convegno, al quale ho potuto constatare l’imbarazzante assenza del mondo dei decisori politici, magari impegnati nelle elezioni politiche, ma comunque non per questo giustificati.

Una delle sessioni più interessanti è stata quella a cui ho assistito, la 2° sessione della prima giornata del convegno, sullo studio del UHI (Urban Heat Island), la cosiddetta “isola di calore” (vedi figura sotto) che si crea intorno ad i grandi agglomerati urbani, assediati dal traffico, da differenti collocazioni geografiche, alcune delle quali fortemente limitanti in termini di diffusività atmosferica e quindi di dispersione degli inquinanti anche a fronte di  pianificazioni urbane degli ultimi decenni, che hanno fortemente penalizzato il clima urbano. Proprio su questo tema avevo riferito, sul mio blog, sui recenti allucinanti episodi di inquinamento atmosferico che hanno interessato   la città di Pechino, appena poche settimane fa (Post).

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Un ambito di studio, quello della climatologia in ambito urbano, che, per le sue notevoli interazioni, richiede studi con applicazione di metodiche estremamente articolate, che, a partire dai dati osservati in campo, e dai modelli climatologici, di volta in volta più idonei al sito di studio, consentano di investigare le proprietà termiche delle città. Tutto questo non solo per definire l’entità dell’effetto “Isola Urbana di Calore” con le conseguenti ondate di calore, ma anche per determinare le caratteristiche energetiche delle aree urbane, fondamentali per pianificare al meglio la gestione e l’attuazione delle politiche di risparmio ed efficienza energetica. Di fatto un valido sistema di supporto alle decisioni per gli amministratori.

Autorevolissimo il parterre dei relatori, di paesi e continenti diversi, con situazioni sitologiche urbane altrettanto differenti, che hanno portato ciascuno la loro lettura del problema, analizzando vari aspetti come le interazioni con il modello di trasporto urbano, con l’assetto urbanistico della città di cui avevo accennato anche in un precedente post, etc.
Ciascuno con interventi ben mirati, si sono susseguiti sul palco, interventi diversi che hanno evidenziato approcci differenti ma complementari al problema come lo studio della turbolenza atmosferica, dello strato di rimescolamento atmosferico, della qualità dell’aria in ambito urbano, riconducibili agli interventi succedutisi:

  • Krzysztof Fortuniak della Facoltà di Geografia e Scienze del Dipartimento di meteorologia e Climatologia dell’Università di Lódź (Polonia): che ha parlato dello studio della misura della turbolenza di lungo termine in ambito urbano, nella città di Lódź;
  • Lorenzo Giovannini, dell’Università di Trento: che ha parlato della simulazione numerico modellistica del fenomeno dello strato di rimescolamento atmosferico PBL (boundary-layer) in ambito urbano in una città alpina come Trento;
  • Alberto Martilli del CIEMAT (link) Centro Spagnolo di monitoraggio energetico, ambientale e tecnologico: che ha parlato delle interazioni tra meteorologia in ambito urbano e consumo energetico degli edifici nella capitale spagnola Madrid;
  • Giovanni Gualtieri del CNR IBIMET di Firenze: che ha presentato l’analisi di 20 anni di monitoraggio della qualità dell’aria nella città di Firenze, a partire dalla elaborazione dei dati chimici di ARPAT, e meteo dell’Osservatorio Ximeniano nel periodo 1993-2012;
  • Wlodzimierz Pawlak del Dipartimento di meteorologia e Climatologia dell’Università di Lódź (Polonia): che ha parlato di 12 anni di flussi di misura di bilancio energetico e di CO2 nella città di Lódź;
  • Mauriusz Zieliński del Dipartimento di meteorologia e Climatologia dell’Università di Lódź (Polonia): Utilizzo di tecnologie basate su misure scintillometriche per la misura del flusso di calore sensibile nella città di Lódź (Polonia Centrale);
  • Mara Bruzzi del Dipartimento di Energetica Università di Firenze c/o Osservatorio Ximeniano: sviluppo e caratterizzazione di strumenti miniaturizzati allo stato solido per la misura di parametri ambientali, chimici e meteorologici;
  • Chao Ren della scuola di Architettura dell’Università Cinese di Hong Kong: una metodologia veloce di sviluppo per la determinazione di una mappa climatica urbana in città ad alta densità abitativa, l’esperienza di Kaohsiung, Taiwan;
  • Tamás Gal del Dipartimento di climatologia ed ecologia dell Università di Szeged (Ungheria): una metodologia automatica per la creazione di un database relativo alle essenze di vegetazione urbana usando un sistema fotogrammetrico quadri banda: il caso di studio di Szeged (Ungheria);
  • Marco Moriondo del CNR IBIMET di Firenze: messa a punto di un sistema basato su una rete mobile per il monitoraggio delle condizioni ambientali nell’area urbana di Firenze.

Un ambito fondamentale questo, per definire davvero nuovi modelli di città sostenibile in chiave smart, e che richiede la stretta collaborazione di vari soggetti con competenze diverse come:

  • Agenzie ed istituti nel campo ecologico-ambientale;
  • Enti ed autorità di pianificazione urbana;
  • Dipartimenti di protezione civile;
  • Servizi meteorologici e canali di informazione e diffusione dei dati;
  • Agenzie e dipartimenti di ingegneria urbana GIS/cartografia per la messa a sistema delle diverse matrici informative.

Particolarmente significativo, l’intervento del caro amico e compagno di tante belle avventure, Giovanni Gualtieri del CNR IBIMET, che ha fatto il punto dell’andamento della qualità dell’aria nell’area metropolitana di Firenze in venti anni di monitoraggio ambientale a Firenze sulla base dei dati acquisiti dalle postazioni chimiche (quelle che misurano gli inquinanti) di ARPAT, e la parte meteorologica con il monitoraggio dell’Osservatorio Ximeniano, nel ventennio 1993-2012. Un radiografia dell’evoluzione urbana, quella di Giovanni Gualtieri, con inquinanti urbani di “vecchia generazione”, come l’ SO2 che ha visto una decrescita del 90% nel periodo considerato, con il completamento della metanizzazione, ed una politica delle caratteristiche merceologiche dei combustibili che ha determinato una riduzione all’origine delle percentuali di zolfo presenti. Forte anche la riduzione delle concentrazioni di ossido di carbonio (CO), nel tessuto urbano fiorentino con una dinamica del tutto particolare, che ha visto concentrarsi la diminuzione nell’ultimo periodo, dal 2005 ad oggi, grazie ad più attenta politica nel trasporto pubblico attuata proprio degli ultimi anni (-84%). Per quanto riguarda i sempre insidiosi ossidi di azoto invece, provenineti da matrici diverse e con complesse interazioni con l’atmosfera urbana, nel periodo considerato si è assistito ad una riduzione delle concentrazioni del -58%, con il maggiore contributo proveniente dal settore industriale (-84%), seguito dai trasporti con il -43% ed i terziario/civile con un -36%.

Decisamente di grandissimo interesse, per rimanere tra i relatori italiani del simposio internazionale, l’intervento di Mara Bruzzi del Dipartimento di Energetica dell’ateneo fiorentino che ha introdotto l’interessantissimo tema dei sensori ambientali allo stato solido, che, con l’ingombro di appena pochi centimetri quadrati, permettono oggi la misurazione ed il monitoraggio di parametri ambientali atmosferici sia chimici (gli inquinanti) che fisici (meteorologici), fondamentali per la corretta interpretazione dei fenomeni chimici, oltre che di rumore, altra grande criticità urbana. Ma quello che è più bello di questa promettentissima nuova filiera per il monitoraggio ambientale, è che parla tutta italiano e sopratutto toscano, dal momento che l’innovativo sviluppo vede impegnati l’Osservatorio Ximeniano, CNR IBIMET, la stessa Università di Firenze, ed una importante azienda toscana che sta sviluppando la parte sensoristica, Posso assicurare che occupandomi da oltre trenta anni di monitoraggio ambientale, seppure in ambito industriale, l’importanza di vedere finalmente l’avvento delle tecnologie della microelettronica e dell’ICT, nella sensoristica ambientale, specialmente per quanto attiene gli strumenti chimici per la misura degli inquinanti, fino ad oggi estremamente complessi, di grandi dimensioni e di difficile manutenzione, rappresenta una autentica svolta epocale, aprendo davvero frontiere fino ad oggi inimmaginabili per una migliore comprensione della diffusione degli inquinanti atmosferici in ambito urbano. Tutto questo dal momento che l’approccio al monitoraggio ambientale, anche urbano, è stato essenzialmente effettuato attraverso punti di misura fissi, le cosiddette postazioni o capannine di rilevamento importanti anche per alimentare la modellistica ambientale che nel corso degli anni si è notevolmente evoluta. Con questa nuova linea strumentale, che permette già oggi il monitoraggio di numerose specie chimiche e fisiche, si apre la possibilità di affiancare il monitoraggio fisso a quello mobile, data la grande agevolezza di montaggio della strumentazione su qualsiasi tipo di supporto, anche di ridottissime dimensioni. Di questo, ho avuto il piacere di parlare, nel corso dell’evento, con uno degli artefici di questo bellissimo sviluppo, il Dottor Alessandro Zaldei, Ricercatore di CNR IBIMET, ente che ha messo a punto una bicicletta-laboratorio mobile (vedi foto sotto).

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Si tratta di una bici dotata di una autentica stazione di monitoraggio integrata, la “SensorWebBike“, che consente il monitoraggio della CO2, Temperatura ed umidità dell’aria e rumore, integrata ad un sistema di gestione e comunicazione GRPS, che consente l’invio dei dati raccolti ad unDettaglio_postazione Centro di Raccolta ed Elaborazione dei Dati (vedi foto a destra), con piena interazione web. Una autentica miniera di informazioni si potranno così aggiungere alla conoscenza del clima urbano, considerando che sono annunciati nuovi sensori integrati per altri traccianti come ossidi di azoto, CO, ed altri ancora. E ‘ in corso infatti la valutazione di varie opzioni installative della nuova strumentazione, specialmente in vettori puliti come bus elettrici od altro ancora che si affiancano al vettore bici o bici elettrica, sicuramente sempre più attuale per le città, sopratutto se si consolideranno le realizzazioni di adeguate strutture viarie dedicate.

Esperienze davvero significative quelle presentate, se ricondotte ad una logica sinottica di messa a sistema, capaci davvero di fornire strumenti importanti verso nuove politiche integrate di riconversione e corretta gestione urbana, dalle quali dovrebbero ovviamente essere banditi interessi poco chiari come per esempio sono state le tante, troppe iniziative di cementificazione di massa, come quelle italiane, devastate da “disinvolte modernità”. Inutile sottolineare come siano importanti obbiettivi fondamentali come la integrazione dei dati da satellite e da stazioni meteo a terra e da modellistica ambientale, oramai sempre più precisa e ricca per supportare le attività di prevenzione e riduzione integrata dei rischi; individuare elementi ulteriori per finalizzare le prossime missioni con nuova sensoristica satellitare, a cominciare dal miglioramento delle bande termiche ad alta risoluzione nell’infrarosso termico (TIR – Thermal Infra-red) le cui osservazioni dallo spazio risulteranno fondamentali, per esempio, per lo studio ed il supporto della implementazione di leggi e regolamenti proprio per una delle più grandi azioni di rilancio del paese e, guarda caso, per una nuova edilizia orientata all’efficientamento energetico degli edifici in ambito urbano. oggi autentici “colabrodo”.
L’interessantissimo Convegno ha dimostrato ulteriormente l’importanza delle attività di predizione e di mitigazione della variabilità spaziale e temporale delle Isole Urbane di Calore (UHI) in ambito urbano e metropolitano, evidenziandolo come un aspetto fondamentale da cui ripartire attraverso una serie di attività operative e strutturali, oltre che informative e di coinvolgimento e di stimolo sia per i cittadini utenti che per i decisori, orientate ad una maggiore diffusione e conoscenza delle tecnologie avanzate di Osservazione della Terra, per una migliore comprensione scientifica dei fattori alla base delle influenze sul clima urbano. Una assoluta priorità per il nostro Paese, per ridare il giusto risalto alle tante perle di arte e cultura che sono le nostre straordinarie città che tutto il mondo ci invidia: speriamo che gli eventi non ci costringano a dire che “sono capitate nelle mani sbagliate”, forse siamo ancora in tempo. Concludo con un grande plauso agli organizzatori dell’evento, sperando che chi di competenza sappia cogliere gli ancora straordinari segnali che stanno arrivando dal territorio e da quello straordinario e sempre più eroico settore della ricerca italiana: l’Italia c’è, non la fate morire!

Sauro Secci

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