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QUA L ITÀ DE G L I A M BIE NT I INSE DIAT IV I PROG E T TA Z IONE E C OL OG IC A PE R L A
QUA L IT À A M BIE NTA L E
Luca Marescotti
Tecnologie ambientali: le basi nella conoscenza della biosfera. L'aria, il respiro della biosfera
DOI: 10.13140/RG.2.1.2767.6568
2015-2016 2° semestre
Luca Marescotti 2 / 83
IL SENSO DELLE PAROLETHE MEANING OF WORDS
Le lezioni seguono il libro di testo:
Luca Marescotti, Città Tecnologie Ambiente. Le tecnologie per la sostenibilità e la protezione ambientale
Nelle diapositive sono riportati estratti del testo
Luca Marescotti 3 / 83
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
RISK MANAGEMENT RISORSE, RIFIUTI E PERICOLI NEI CICLI
GEOBIOCHIMICI
Luca Marescotti 4 / 83
NASA's illustration showing high impact risk areas for the International Space Station
[Fonte: Wikipedia]
LA CULTURA POLITECNICA NELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 5 / 83
Tecnologie di processo: la gestione del rischio in ambienti pubblici attraverso:
● misure preventive, ● procedure operative, ● gestione delle emergenze, ● esercitazioni.
[Fonte: Fonte: Ministero per i beni e le attività culturali, Decreto Ministeriale “Atti di indirizzo sui
criteri tecnico scientifici e sugli standard di funzionamento e sviluppo dei musei”, 25 luglio
2000.]
LA CULTURA POLITECNICA NELLA GESTIONE DEL RISCHIO
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“Spesso ci si dimentica che il concetto di rifiuto è un’acquisizione relativamente recente, che ha preso rilievo, nelle economie moderne, dalla rivoluzione industriale in poi. In natura
il rifiuto non è mai esistito e, a tutt’oggi, quando l’ecosistema non subisce l’ingerenza di attività antropiche (ipotesi ormai relegata a livello di categoria mentale) non esiste.
Nell’equilibrio ecologico naturale, infatti il fondamentale elemento di stabilità è costituito dall’esistenza di ’cicli chiusi’ (biologici e chimici), cioè da una catena di processi spontanei
che, una volta avvenuti, hanno la caratteristica di ricostituire le condizioni di partenza, ricomponendo la materia e l’energia del sistema senza dispersioni e senza ’scarti’.”
VERO?
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 7 / 83
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 8 / 83
VERO?1832 colera a Parigi e a Londra
1854 colera a Londra (oltre 10.000 morti)
1858 La grande puzza The Great Stink a Londra
1864 colera a Napoli
E prima?
Quante altre volte malattie e contagi avevano avuto origine da una scarsa igiene delle città?
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 9 / 83
"The Silent Highwayman" (1858). Death rows on the Thames, claiming the lives of victims who have not paid to have the river cleaned up.” / “Il bandito silenzioso” (1858). La Morte rema sul Tamigi, prendendo la vita delle vittime che non hanno pagato per tenere pulito il fiume.
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
VERO?
"Michael Faraday giving his card to Father Thames" and we hope that the Dirty Fellow will consult the learned Professor /”Michael Faraday che dà il biglietto da
visita al Padre Tamigi” e noi ci auguriamo che lo Sporco Amico consulti il sapiente Professore. Punch]
Luca Marescotti 10 / 83
URBANISTICA E CICLI VITALI
RIPENSARE L'URBANISTICA
CICLI VITALI E CATENE ALIMENTARI
NUTRIENTI – RIFIUTI – NUTRIENTI
Luca Marescotti 11 / 83
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
CICLI VITALI E CATENA ALIMENTARE
nutrienti assorbiti dagli organismi autotrofi e
trasmessi ai consumatori eterotrofi attraverso continue attività di alimentazione e di
escrezione.
ENTRO CERTI LIMITI DI QUANTITÀ O DI TEMPO
Luca Marescotti 12 / 83
L'osservazione che il rifiuto di una specie possa divenire risorsa per un’altra specie non elimina il concetto di rifiuto e di rischio.
… entro certi limiti di quantità o di tempo ...
Il concetto di rifiuto è intrinseco nella pericolosità di certe sostanze (in questo caso: le escrezioni) per la vita di altre forme viventi, da cui
deriva la necessità di allontanare i rifiuti da quella comunità o di abbandonare un sito.
Solo dopo aver compreso l'essenza dell'ecologia (il rapporto tra le forme viventi e l'ambiente), si può e si deve considerare l’alterazione dei cicli
geobiochimici connessa alla presenza umana, ricordando quanto le trasformazioni nel tempo abbiano comportato “di necessità” un radicale
cambiamento dell’approccio umano alla natura.
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 13 / 83
NON TUTTO PUÒ ESSERE RICICLATOscarto e consumo (dissipazione) delle risorse
UN ALTRO PROBLEMA: LA DISSIPAZIONE
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Luca Marescotti 14 / 83
LA CULTURA POLITECNICANELLA GESTIONE DEL RISCHIO
Nicholas Georgescu-Roegen: per un’economia centrata sulla vita (bioeconomia) e non esterna alla
vita, capace di riunificare economia, ecologia e fisica.
Per la divulgazione dei suoi concetti aveva scelto di rappresentare l’universo come una clessidra [Fonte:
Georgescu-Roegen 2003, p. 104], che non può essere capovolta: la parte superiore contiene materia e
energia disponibile e quella inferiore materia e energia non più disponibile (dissipazione).
La Terra è un sottosistema chiuso, che scambia solo energia con l’universo. Non riceve altra materia, le
risorse non sono tutte e sempre rinnovabili.
Luca Marescotti 15 / 83
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
ENERGIA E BIOMASSA TERRESTRE
Luca Marescotti 16 / 83
Risorse naturali, risorse ambientali: i due termini sono pressoché equivalenti anche nel loro sottintendere le
relazioni tra l’ambiente e gli esseri umani.CONCETTO DI “RISORSA”
disponibilità di beni o strumenti utili a risolvere problemi (alimentari, strumentali, ..)
risorsa naturale o ambientale & “scoperta”
La definizione di “risorsa naturale” è simile a “qualche cosa di utile”, cioè la capacità di utilizzarne alcune proprietà direttamente (per esempio il bronzo, il ferro, l’acciaio,
il petrolio, l’uranio nella loro qualità strumentale) o indirettamente attraverso un processo di valorizzazione negli di scambi (per esempio i metalli e le pietre preziose
nella loro qualità ornamentale).
TECNOLOGIE - INVENZIONI - SCOPERTE
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 17 / 83
Si deve prendere coscienza, quindi, che il problema non potrà essere risolto
né in un giudizio inappellabile e negativo sugli effetti del dominio esercitato dagli esseri umani (NON È VERO: si deve tornare alla natura
e alla saggezza degli antichi),
né con un atteggiamento consolatorio o di minimizzazione degli impatti sull’ambiente (NON È VERO: si incide poco sull’ambiente rispetto alle
catastrofi naturali e comunque si opera per necessità),
né tanto meno con un atteggiamento assolutamente fiducioso verso la funzione positiva del sapere scientifico e tecnico (NON LO POSSIAMO
SAPERE: tanto le tecnologie hanno dato a tutti nel passato e tanto daranno per il futuro).
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 18 / 83
NECESSITÀ DELL'ECOLOGIA
Per fondamenti dell’ecologia si intendono gli studi sulle caratteristiche dell’atmosfera, dell’energia e dei flussi di energia, del clima, dell’acqua (idrosfera) nei diversi stati
(solido, liquido e gassoso), della crosta terrestre (litosfera) con particolare attenzione allo spazio abitato da organismi
viventi (biosfera), che comprende anche una zona della stessa crosta terrestre popolata da organismi, la cui
profondità può variare in funzione dell’erosione delle rocce e del clima da pochi metri fino a 4.000 metri (pedosfera).
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
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ENERGIA E BIOMASSA TERRESTRE
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 20 / 83
DEFINIZIONE E MISURAZIONE DELLA BIOMASSA TERRESTRE
Produzione primaria lorda (Ppl) misura la trasformazione di tutta l’energia radiante utilizzata nei processi organici di fotosintesi e di chemiosintesi di formazione delle biomassa terrestre. Comprende
anche l’energia delle molecole consumate dalla respirazione necessaria in tutti gli organismi viventi.
Produzione primaria netta (Ppn) misura la biomassa presente in un ecosistema, escludendo però la biomassa delle molecole interessate
dal processo di respirazione. La Ppn produzione primaria netta è inferiore alla Ppl, in quanto misura la quota netta di assimilazione di
energia. Poiché la quasi totalità della biomassa terrestre è rappresentata essenzialmente dalla vegetazioni (il 99,9%), il computo è condotto solo
sulla vegetazione
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 21 / 83
DEFINIZIONE E MISURAZIONE DELLA BIOMASSA TERRESTRE
La Ppn si calcola, dunque, per tipo di bioma, cioè per tipo di macroecosistema (per esempio, la foresta tropicale umida; il bosco e la
macchia mediterranea, ...).
La Ppn produzione primaria netta di un ecosistema (o comunità) terrestre si esprime in quantità (t) di sostanza secca (s.s.) di materia organica per
unità di superficie (mq).
L’unità di misura è espressa in g/(mq . anno)
. Nonostante il rapporto tra
sostanza secca (s.s.) e carbonio sia variabile, si assume per convenzione la seguente equivalenza di contenuto di carbonio e di energia:
1 g s.s. = 0,55 g C= 4,25 kcal
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 22 / 83
BILANCIO ENERGETICO SOLE - TERRA
LA VITA SULLA TERRA DIPENDE DALLA ENERGIA IRRADIATA DAL SOLE.
LA DINAMICA DELL'ATMOSFERA DIPENDE DALLA ENERGIA IRRADIATA DAL SOLE E DALLA ROTAZIONE DEL PIANETA E
DALLA GEOMORFOLOGIA (TEMPERATURA, FORZA DI GRAVITÀ E FORZE CINEMATICHE, OROGRAFIA).
Il bilancio energetico tra l’energia irradiata e quella ritrasmessa dalla Terra nello spazio influisce sul comportamento dell’atmosfera, anche in termini di temperatura, di umidità e di pressione.
“L'equilibrio (condizione metastabile dell'attuale bilancio termico!) dell’atmosfera dipende dal bilancio tra l’energia solare incidente al suolo, quella persa dalla Terra per irraggiamento, convezione, evaporazione, turbolenza e quella restituita all’atmosfera dall’effetto serra”
[Fonte: M. Giuliacci, L’atmosfera, in: Galassi, Marchetti, Provini (a cura di), 1998, p. 5.]
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E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
QUELLO CHE M. GIULIACCI CHIAMA
“EQUILIBRIO”
È IN REALTÀ UNA CONDIZIONE METASTABILE DELL'ATTUALE BILANCIO TERMICO DELL’ATMOSFERA
Luca Marescotti 24 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
E quilibrio in matematica, in architettura o in biologia nei rapporti tra specie negli ecosistemi, in
termodinamica, in reti neurali.
Rottura dell'equilibrio, catastrofi: sistemi caotici, complessi, metastabili.
[slide 24-29: estratto dal modulo 09 del workshop 2016 “C onoscenza e tecnologie appropriate per la sostenibilità e la resilienza in urbanistica
- K nowledge and A ppropriate Technologies for Sustainability and Resilience in Planning”]
Luca Marescotti 25 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
2 e 4 rappresentano uno stato di equilibrio instabile, in quanto
un'impercettibile forza è sufficiente per cambaire stato di energia potenziale;
1 e 3 rappresentano uno stato di equilibrio metastabile, in cui occorre
fornire un'energia superiore alla differenza di energia potenziale
rappresentata dal dislivello;
5 rappresenta lo stato di equilibrio stabile, raggiunto dopo aver trasformato
tutta l'energia potenziale in energia cinetica.
[fonte: wikipedia, voce: Metastabilità]
Luca Marescotti 26 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
The concept of resilience has entered the political vocabulary from literature on the adaptability of ecological systems.
Unlike engineering resilience which emphasises how things return to a stable steady state,
ecological resilience is far from stable. Instabilities may change the system leading to significant restructuring. There may even be
multiple stable states.[fonte: Jonathan Joseph. 2013, p.38]
Luca Marescotti 27 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
[fonte: Patrick Martin-Breen, J. Marty Anderies. 2011, p.38]
Luca Marescotti 28 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
[fonte: Roberto Gamba, Sergio Morra, DiSA UNIGE]
Luca Marescotti 29 / 83
E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC Icicli adattivi
[fonte: Patrick Martin-Breen, J. Marty Anderies. 2011, p.40]
RIST RE T TO E V E L OC EA M PIO E L E NTO
Domande:C ome è stato verificato?L e transizioni di stato della biosfera rispetto a quale scala dei tempi saranno lente o veloci?
M etafora o misurazione?
rapid growth and exploitation (r), conservation (K), collapse or release (“creative destruction”, or Ω), renewal or reorganization (α).
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E QUIL IBRIO E C IC L I V ITA L I - SIST E M I E C OL OG IC I
La parola “equilibrio” è usata con significati diversi, che dipendono fortemente dalla disciplina che li usa, questo ne rende particolarmente delicato l'uso in urbanistica, dove
potrebbe far pensare a un contesto immutabile.
DUNQUE , AT T E NZ IONE A L L E PA ROL E E A L C ONTE STO
Luca Marescotti 31 / 83
Misuraunità di energia per unità di superficie e per unità di tempo
Al limite dell’atmosfera l’irraggiamento solare può essere misurato in termini di energia: il valore medio convenzionale di tale misura, avendo come riferimento il valore medio della distanza tra il Sole e
la Terra, è denominata
costante solare (I0),
(secondo le più recenti misure satellitari)
I0 = 1367 watt/mq×anno
[Sul libro era scritto: 1353 watt/mq×anno]
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 32 / 83
Su 100 parti di energia irradiate dal sole, 51 sono assorbite dalla superficie terrestre e 49 sono riflesse nello spazio o assorbite nel
corpo atmosferico.
Con maggior dettaglio, ma sempre come valori medi, l’energia irradiata che non raggiunge la superficie terrestre si divide in:● energia radiante riflessa, cioè quella che dalla Terra ritorna
allo spazio e denominata “albedo”, che equivale al 30%; ● energia assorbita dalle nubi, pari al 3%; ● energia assorbita dall’atmosfera, pari al 16 %.
Aerosol e polveri: riflessione, diffusione e assorbimento, con possibili altri effetti.
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 33 / 83
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 34 / 83
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 35 / 83
La biomassa terrestre per il 99% è composta dalle piante autotrofe, capaci di utilizzare direttamente l’energia solare e di produrre
direttamente sostanze organiche a partire da sostanze inorganiche.
Ecco una prima e validissima ragione per investire risorse economiche nel mantenimento della qualità delle risorse naturali e per mantenere e
rafforzare nella pianificazione standard di quantità e di qualità del verde:
strade alberate, giardini, parchi urbani e regionali
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 36 / 83
LA DEFINIZIONE DI “SVILUPPO SOSTENIBILE” E DI “SOSTENIBILITÀ” NON SONO ASSOLUTAMENTE SCONTATE,
RICHIEDONO NON SOLO UN'ADEGUATA CONOSCENZA FISICA E BIOLOGICA DELLA BIOSFERA, MA ANCHE UN
SOFISTICATO E COMPLESSO PROGRAMMA DI RICERCA INTERNAZIONALE
CULTURA POLITECNICA ECOLOGIA URBANISTICA
Luca Marescotti 37 / 83
ARIA, ACQUA E SUOLO: LA QUALITÀ NEI BENI PUBBLICI
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 38 / 83
ARIA atmosfera
SUOLO pedosfera - litosfera
ACQUA idrosfera
Le relazioni tra aria suolo e acqua sono fisiche, chimiche, biologiche sono l'essenza della BIOSFERA
CULTURA POLITECNICA ECOLOGIA URBANISTICA
Luca Marescotti 39 / 83
SONO RELAZIONI DINAMICHE che inducono capacità di rigenerazione e di trasformazione del sistema ARIA - SUOLO – ACQUA
che, attraverso cicli di singoli elementi, si ripercuotono sull'intero sistema (cicli elementari - fenomeni sistemici - proprietà sistemiche emergenti)
(fattori fisici e dei fattori biologici)
CULTURA POLITECNICA ECOLOGIA URBANISTICA
Luca Marescotti 40 / 83
Aria acqua e suolo sono beni pubblici, nella cui unità avviene la rigenerazione tramite scambi reciproci: la qualità del sistema fisico
rispetto alla vita e in particolare alla vita umana, dipende dalla capacità intrinseca di metabolizzazione delle alterazioni, più o meno
artificialmente indotte.
Con riferimento alle attività umane di trasformazione e di produzione del territorio si pone anche con rilevanza la capacità e volontà umana di
controllarne lo stato e le variazioni.
ARIA, ACQUA E SUOLO: LA QUALITÀ NEI BENI PUBBLICI
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UN PROBLEMA DI MISURAZIONE
NELLE CLASSIFICAZIONI E NELLE LISTE DI QUALITÀ
Ogni volta che si parla di qualità è necessario premettere quanto tale concetto sia relativo e come per ovviare a questo sia necessario
fissare valori di riferimento e introdurre “classi” (classi di qualità), rispetto cui individuare criteri adeguati di analisi e di intervento
ARIA, ACQUA E SUOLO: LA QUALITÀ NEI BENI PUBBLICI
Luca Marescotti 42 / 83
UN PROBLEMA DI MISURAZIONE
NELLE CLASSIFICAZIONI E NELLE LISTE DI QUALITÀ
costruire una conoscenza operativa utile per valutare i gradi di
inquinamento fino a poter definire norme
ARIA, ACQUA E SUOLO: LA QUALITÀ NEI BENI PUBBLICI
Luca Marescotti 43 / 83
UN PROBLEMA DI MISURAZIONE
NELLE CLASSIFICAZIONI E NELLE LISTE DI QUALITÀ
DIVERSI PAESI DIVERSE LEGGI DIVERSI PARAMETRI e INDICATORI, per esempio
valori di concentrazione per alcune sostanze dannose & soglie di attenzione e di pericolo (concentrazioni massime di immissione, di
emissione, concentrazioni massime ammissibili per luoghi di lavoro), tempi di esposizione (permanenza a lungo termine, a breve termine,
valori di tolleranza biologica), tempo necessario affinché una sostanza estranea immessa o assunta da un organismo possa essere demolita
(tempo di dimezzamento biologico):
metodologia seguita dalle linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità e da molti paesi negli standard di qualità dell’aria.
ARIA, ACQUA E SUOLO: LA QUALITÀ NEI BENI PUBBLICI
Luca Marescotti 44 / 83
ARIA
il respiro della biosferail respiro della biosfera
SUOLO
ACQUA
RISORSE NATURALI E URBANISTICA
Luca Marescotti 45 / 83
ARIA
GLI STUDI SUI COMPORTAMENTI DELL’ATMOSFERA
meteorologiameteorologiaaerologia aerologia (fino a 30 km)(fino a 30 km)
aeronomia aeronomia (sopra i 30 km)(sopra i 30 km)
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comportamento degli strati atmosferici a diretto contatto del suolo. Influenza dell'orografia e degli ostacoli al suolo (alberi, edifici).meteorologiameteorologia
ARIA
Luca Marescotti 47 / 83
comportamento degli strati atmosferici a diretto contatto del suolo: effetto degli effetto degli ostacoli sul ventoostacoli sul vento
Influenza dell’attrito
tra aria e superficie
(diminuzione della
velocità)
ARIA
Influenza di alberi
(altezza e chioma)
Influenza
di edifici
isolati e di
città
Luca Marescotti 48 / 83
La scala Beaufort (ammiraglio inglese Francis Beaufort 1774-1857) istituita nel 1806 La scala Beaufort (ammiraglio inglese Francis Beaufort 1774-1857) istituita nel 1806 misura con un anemometro la velocità del vento a 10 m di altezza su terreno piatto.misura con un anemometro la velocità del vento a 10 m di altezza su terreno piatto.
ARIA: Velocità del ventoVelocità del vento
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aeronomia (sopra i 30 km)aeronomia (sopra i 30 km)aerologia (fino a 30 km)aerologia (fino a 30 km)comportamento degli strati atmosferici dipendenti dal suolo e comportamenti indipendenti dal suolo (questi ultimi caratterizzano l'atmosfera libera)
ARIA
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AEROLOGIA (< 30 km)AEROLOGIA (< 30 km) prime indagini con i cervi volantiAlexander Wilson 1748/1749 AERONOMIA (> 30 km)AERONOMIA (> 30 km) prima definizione Sidney Chapman 1954
ARIA - atmosfera libera
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meteorologi
a
aerologia
aeronomia
Esofera
Termosfera
Mesosfera
Stratosfera {Ozonosfera}
Troposfera
La biosfera comprende la troposfera e parte del sottosuolo e dei corpi idrici (fin dove c'è vita)
ARIA - Atmosfera
Luca Marescotti 52 / 83
fino a circa 10.00015.000 m di altezza» temperatura in diminuzione
» diminuisce di 6 C°km-1
Gli aeroplani di linea volano alla quota approssimata di 8÷10.000 metri di quota, dove la temperatura media dell’aria è di -50 C°.
ARIA - Troposfera
Luca Marescotti 53 / 83
MITIGAZIONE DELLA TEMPERATURA AL SUOLO: EFFETTO SERRA NATURALE
Nell'atmosfera sono presenti gas e sostanze che intrappolano le emissioni termiche a bassa frequenzaI grandi elementi di termoregolazione sono:
umidità presente nell’aria
anidride carbonica
polveri
ARIA – Troposfera – effetto serra
Luca Marescotti 54 / 83
ARIA – Troposfera – effetto serra
Luca Marescotti 55 / 83
ARIA – Troposfera – effetto serra
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Produzione di anidride carbonica CO2
processi di respirazione vegetale e animale
decomposizione e combustione (incendi spontanei o indotti dalle attività umane) di sostanze a base di carbonio
eruzioni vulcaniche
ARIA – Troposfera e anidride carbonica
Luca Marescotti 57 / 83
Produzione di monossido di carbonio CO
Il monossido di carbonio: gas velenoso inodore, incolore e insapore. Combustione in difetto di aria (incendi di foreste e boschi,
assieme all'anidride carbonica)
Eruzioni vulcaniche
Reazioni fotochimiche che avvengono nella troposfera.
ARIA – Troposfera e monossido di carbonio
Luca Marescotti 58 / 83
ARIA – monossido di carbonio
Luca Marescotti 59 / 83
ARIA – monossido di carbonio
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The previous image shows concentrations of carbon monoxide from December 2-12, 2004, colored in
shades of blue (lowest) to red (highest).
The carbon monoxide measurements come from a sensor called MOPITT Measurements of Pollution in the Troposphere.
ARIA – monossido di carbonio
Luca Marescotti 61 / 83
Produzione di biossido di azoto NO2
Il biossido di azoto: ossidazione dell'ossido NO a opera dell'ossigeno atmosferico, dell'ozono e di radicali ossidanti
● Combustione (centrali termoelettriche, riscaldamento, motori a combustione interna quali quelli degli autoveicoli)
● produzione di acido nitrico, fertilizzanti azotati, ecc..., ● sorgenti naturali (attività batterica, eruzioni vulcaniche,...)
ARIA – Troposfera e biossido di azoto
Luca Marescotti 62 / 83
Biossido di azoto NO2
Ozono e biossido di azoto sono dannosi per gli animali in quanto attaccano la mucosa respiratoria.
Biossido di azoto e acqua piovana reagiscono formando acido nitrico. Tra i prodotti dell'inquinamento umano è tra i maggiori responsabili delle piogge acide (acidità dei terreni e corrosione delle rocce calcaree nei monumenti).
3NO2+ H
2O → 2HNO
3 + NO
ARIA – Troposfera e biossido di azoto
Luca Marescotti 63 / 83
ARIA – biossido di azoto
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materiale particellareparticolato
PM2.5 = dimensioni inferiori a 2,5 micron
Fonte: 2000 LOTOS-EUROS aerosol analysis system for GMES service element PROMOTE
ARIA – Concentrazione PM2,5
Luca Marescotti 65 / 83
ARIA – Diffusione di inquinanti
NASA EO: The atmosphere is a globally shared natural
resource, and this image from the Sea-viewing Wide Field-of-
view Sensor (SeaWiFS) illustrates the point. A pool of air
pollution has spread out over eastern China and then slipped over the coast like water over a
dam. A river of haze flows across the East China Sea past
the Korean Peninsula and northeastward toward Japan,
where it arcs along the western coastline of the island chain
before disappearing out of the scene at upper right.
Luca Marescotti 66 / 83
ARIA – Diffusione delle sabbie del deserto
NASA EO: Dust plumes blew off the coast of Libya and over the Mediterranean Sea in mid-May 2010. The Moderate Resolution
Imaging Spectroradiometer (MODIS) on NASA’s Aqua
satellite captured this natural-color image on May 13, 2010. Thick dust blows northward off
the African coast, past the island of Kriti (Crete), and
toward Peloponnisos (Peloponnese). In places, the
dust is thick enough to completely hide the land or sea
surface below.
Luca Marescotti 67 / 83
Stratosfera
1530 km
a temperatura quasi costante
-10/-20 C°
Ozonosfera 1535 km
3050 km
temperatura in aumento fino all’intorno di 0 C°
Luca Marescotti 68 / 83
L’ozono presente in questo strato assorbe l’energia solare contenuta nelle radiazioni dell’ultravioletto e si riscalda, svolgendo una funzione di scudo protettivo rispetto ai raggi ultravioletti, la cui alta energia, se arrivasse fino al suolo, sarebbe dannosa per gli attuali sistemi viventi.
Ozonosfera
Nell'immagine: rilevazione del buco nello strato troposferico di 'Ozono nel 1999.
Luca Marescotti 69 / 83
Ozonosfera
Luca Marescotti 70 / 83
Ozonosfera
Luca Marescotti 71 / 83
The Dobson Unit (DU) is a measure of the "thickness" of the ozone layer
The column measurement can be conceptualized by imagining that all of the overhead ozone molecules (spread over the depth of the stratosphere) could be brought down to the surface (at standard temperature and pressure)
This "layer" of ozone would only be about 3 millimeters (mm) thick, equivalent to the height of two stacked pennies
This amount of ozone has a Dobson Unit value of 300 DU (approximately the global average of total ozone
Ozonosfera
Luca Marescotti 72 / 83
riferimento consigliato
http://oceanworld.tamu.edu/resources/environment-book/atmosphericpollutants.html
Ozonosfera
Luca Marescotti 73 / 83
Mesosfera
6085 km
fino a -70 C°,
temperatura in diminuzione
Luca Marescotti 74 / 83
Termosfera (aurore boreali)
oltre 85 km di altezza fino a 500 km
temperatura in aumento
a 100 km di altezza supera i 200 C°
oltre 200 km di altezza la temperatura si innalza bruscamente superando i 1.000 C°
Luca Marescotti 75 / 83
Esosfera o Magnetosfera
oltre 500 km di altezza
dominata da fenomeni elettromagneticiA magnetosphere is that area of space, around a planet, that is controlled by the planet's magnetic field. The shape of the Earth's magnetosphere is the direct result of being blasted by solar wind.
Luca Marescotti 76 / 83
URBANISTICA E IMPATTI SULL'ARIA
RIPENSARE L'URBANISTICA
INQUINAMENTI: IMPATTI UMANI SULL'ARIA
EMISSIONE TRASMISSIONE IMMISSIONE----------------
INALAZIONE DEPOSIZIONE INGESTIONE
Luca Marescotti 77 / 83
IMPATTI UMANI: OVVERO COME VALUTARE MITIGAZIONE E COMPENSAZIONE
Luca Marescotti 78 / 83
IMPATTI UMANI: DEFINIZIONE DI INQUINAMENTO
ORGANIZZAZIONE MONDIALE DELLA SANITÀ OMS
WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO)
"l’inquinamento atmosferico si ha quando uno o più prodotti
inquinanti, o una miscela di essi, si trovano nell’atmosfera in
quantità tali o così a lungo da diventare nocivi per gli uomini, gli
animali e le piante o le proprietà sono tali da contribuire a metterli
in pericolo o disturbare l’attività e il benessere delle persone"
Luca Marescotti 79 / 83
IMPATTI UMANI: DEFINIZIONE DI INQUINAMENTO
ORGANIZZAZIONE MONDIALE DELLA SANITÀ OMS
WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO)
"Air pollution is contamination of the indoor or outdoor environment by any chemical, physical or biological agent that modifies the natural
characteristics of the atmosphere.
Household combustion devices, motor vehicles, industrial facilities and forest fires are common sources of air pollution.
Pollutants of major public health concern include particulate matter, carbon monoxide, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide.
Outdoor and indoor air pollution cause respiratory and other diseases, which can be fatal"
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IMPATTI UMANI: OVVERO COME VALUTARE MITIGAZIONE E COMPENSAZIONE
IMPATTI
Mezzo di dispersioni di residui di combustione o di processi chimici.
Prelievo di azoto dall'atmosfera tramite il processo Haber-Bosch di sintesi dell'ammoniaca NH
3 utilizzando azoto, idrogeno e un
catalizzatore
Politiche urbane, mobilità e qualità dell'aria
POLITICHE DI MITIGAZIONE
TPL (gerarchia dei trasporti, ZTL controllo degli accessi, ZP o IA isole ambientali).
In funzione delle caratteristiche ambientali e orografiche. [ARIA (<CTA> p. 113-115)]
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IMPATTI UMANI: OVVERO COME VALUTARE MITIGAZIONE E COMPENSAZIONE
Inversione termica per effetto del raffreddamento del suolo dovuto al calare del sole oppure alla presenza di uno strato di aria calda in quota
Linea di inversione termica e S = strato di mescolamento[Fonte: Vismara 1992, p. 209]
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IMPATTI UMANI: OVVERO COME VALUTARE MITIGAZIONE E COMPENSAZIONE
Effetto città sulla temperatura dell’aria: l’isola urbana di
calore(Fonte: Energie Research Group 2000).
Effetto del calore urbano in una condizione di inversione
termica, I = strato di inversione;
S = strato di mescolamento dovuto all’isola di calore della città (Fonte: Vismara 1992, p. 209).
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SOCIETÀ UMANE, URBANISTICA E BIOSFERA
RIPENSARE L'URBANISTICA
PIANIFICARE LA TRASFORMAZIONE DELLE CITTÀ CHIUSE ALLA NATURA E PREDATRICI DI
RISORSE IN PRESIDII DELLA NATURA
LEGGERE GLI IMPATTI