Il modello MMS CALPUFF può essere utilizzato con due tipologie di dati meteorologici:
- dati meteo di singolo punto
- dati meteo 3D
La scelta della tipologia di dato meteo da utilizzare è molto importante per il contesto di applicabilità del modello.
Dati meteo di singolo punto
Sono serie annuali di dati orari riferiti ad un particolare punto geografico definito da una coppia di coordinate geografiche; rappresentano
quindi una caratterizzazione sito-specifica del luogo cui si riferiscono.
Questi dati possono a loro volta essere di due tipi:
- Dati di superficie: dati riferiti ad una sola quota sul livello del suolo, tipicamente a 10 m. Sono i dati normalmente utilizzati dai modelli gaussiani
semplici tipo ISC o WinDimula. Si tratta di dati generalmente misurati direttamente da stazioni di misura regionali/provinciali o ricostruiti
modellisticamente attraverso un processo di ricostruzione mass consistent da dati di stazioni sinottiche con eventuale data assimilation di
misure locali.
- Dati di superficie + profili verticali: sono dati di superficie come quelli precedentemente definiti ai quali però può essere aggiunta anche una
caratterizzazione oraria dei profili delle principali variabili meteorologiche almeno per qualche centinaio di metri sul livello del suolo (es: dati
meteorologici misurati in stazioni di misura dotate di pali anemometrici elevati con sensori multipli a diverse quote sul suolo oppure dati aeroportuali).
Questo tipo di dato è utilizzato ad esempio dal modello AERMOD dell’US-EPA (modello gaussiano modificato) che, contrariamente ai gaussiani semplici,
permette di definire un profilo verticale variabile del plume emesso in condizioni convettive
Dati meteo 3D
Rappresentano la ricostruzione tridimensionale del campo meteorologico orario relativo ad un definito volume spaziale effettuata attraverso l’uso di modelli matematici climatologici.
I dati 3D utilizzati in input da MMS CALPUFF sono i dati prodotti dal modello meteorologico CALMET; si tratta di dati ricostruiti attraverso un
procedimento di interpolazione mass consistent effettuato a partire da serie orarie di dati misurati sia in stazioni meteo di superficie che da
rilievi profilometrici presi in numero tale da creare un set orario completo per l’intero periodo di simulazione richiesto.
Il processo di interpolazione a due step utilizzato permette al modello CALMET di operare una ricostruzione dettagliata del campo meteorologico
tridimensionale considerando sia la risoluzione specifica delle caratteristiche orografiche e geomorfologiche dall’area che, attraverso un processo di
data assimilation, di recuperare le caratteristiche meteorologiche sito specifiche dei singoli punti di misura utilizzati nella ricostruzione
Le caratteristiche di default dei dati 3D forniti da MAIND per MMS CALPUFF sono le seguenti:
- Dimensioni orizzontali: area di 20 x 20 km2 centrata sul punto geografico richiesto dall’utente
- Risoluzione orizzontale (dimensioni grigli): dx = dy = 4000 m
- Risoluzione verticale (quota livelli verticali): 10-35-70-100-200-350-700 1500-2500-3500 m sul livello del suolo
Per ognuna delle maglie del dominio viene generata una serie annuale oraria contenente le seguenti variabili di superficie (quota di riferimento 10 m sul suolo):
- velocità orizzontale del vento (m/s)
- velocità verticale del vento (cm/s)
- direzione del vento (gradi da N)
- temperatura (K)
- umidità relativa (%)
- precipitazione (mm/h)
- altezza di miscelamento (m)
- friction velocity orizzontale u* (m/s)
- friction velocity verticale w* (cm/s)
- lunghezza di Monin-Obuchov (m)
e le seguenti variabili profilometriche (alle quote 10-35-70-100-200-350-700 1500-2500-3500 m sul livello del suolo)
- velocità orizzontale del vento (m/s)
- velocità verticale del vento (cm/s)
- direzione del vento (gradi da N)
- temperatura (K)
Le caratteristiche di default del dominio fornito possono essere modificate a richiesta per specifiche esigenze
I dati meteo 3D permettono di utilizzare il modello MMS CALPUFF senza alcuna limitazione di dominio, contengono le informazioni geomorfologiche ed
orografiche del siti e possono essere prodotti alla scala orografica locale