Piattaforma aerea SkyArrow ERA AriaSana

Sky Arrow ERA TCNS 650: monomotore (100 hp), sviluppato da una collaborazione

CNR (Italy) – NOAA (USA) – 3I SpA (Italy).

Air quality payload Biogas payload Lidar payload

AriaSaNa:

sviluppo di tre payloads,

che rendono la piattaforma

Sky-Arrow una della più

complete per ricerca e

monitoraggio.

La sensoristica a bordo dello Sky Arrow

Air quality payload

2BTech Mod. 405

Concentrazione di ossidi di

azoto

2BTech Mod. 202

Concentrazione di ozono

Strumentazione comune a tutti i payload BAT-probe

Componenti 3-D velocità del vento,

temperatura

Licor 7500 open path

Concentrazione di anidride

carbonica (CO2) e vapore acqueo Concentrazione di particolato per

32 classi dimensionali (0.25-32

m)

Grimm Mod. 1.109

Licor PAR radiometer

Misura della radiazione

solare fotosinteticamente

attiva incidente e riflessa

Rebs Q7net radiometer

Misura della radiazione

solare netta

Everest IR termomether

Misura della temperatura

superficiale

Biogas payload Lidar payload

Concentrazione di metano

Informazioni sulla

distribuzione verticale ed

orizzontale degli aerosol,

caratterizzazione ottica e

fisica delle polveri

Attività aerea AriaSana

- 8 campagne intensive (2014-15) su Napoli, Salerno, Caserta, Benevento

- campagna speciale QuAsaR (Luglio 2105) per monitoraggio ozono estivo

- campagne addizionali: BioQuAr (discariche Giugliano), Samba

(termovalorizzatore Acerra).

I report di volo delle missioni effettuate sono consultabili dal sito

www.ariasana.org nella sezione Rilievi aerei report di volo

Numero di voli Ore di volo

38 145

Gestione dei dati raw data raccolti in volo pre-processing post-processing contenuto fruibile dalla cittadinanza.

centro di controllo live streaming dei dati in volo (www.ariasana.org Rilievi aerei

- visualizzazione traiettoria volo real-time

- valori di concentrazioni degli inquinanti real-time

Elaborazione e visualizzazione dei dati

Flusso di lavoro:

Raw data QAQC (quality analysis),

pre - processing

Analisi per i vari inquinanti

Analisi finali e restituzioni grafiche

Misure aeree AriaSaNa

L’impiego delle misure aeroportate AriaSaNa, oltre a fornire un servizio di monitoraggio, è stato di

fondamentale aiuto sia per la validazione del sistema previsionale di qualità dell’aria che per l’effettuazione di

indagini conoscitive su aree sensibili sconosciute ai catasti emissivi:

Impiego dei dati aerei:

1. Validazione e miglioramento modelli numerici atmosferici:

I dataset prodotti durante i voli vengono assimilati dalla catena modellistica migliorandone il sistema

previsionale.

2. Verifica emissioni aree urbane:

Voli effettuati nelle maggiori città della regione con lo scopo di monitorare lo stato delle qualità dell’aria e

rinnovare i catasti emissivi.

3. Indagini conoscitive su aree sensibili:

Voli eseguiti su zone specifiche con particolari criticità ambientali, quali le discariche nell’area vasta di

Giugliano.

1. Validazione e miglioramento modelli numerici atmosferici

I parametri meteorologici acquisiti dalla piattaforma Sky Arrow durante i voli, vengono confrontati con gli output della

catena modellistica per individuare gli schemi che rappresentano in modo migliore le osservazioni.

I modelli, guidati dai dati sperimentali, possono produrre una previsione ottimale sia delle condizioni meteo che della

concentrazione di inquinanti.

2. Verifica emissioni aree urbane Uno dei principali obiettivi del progetto AriaSaNa è quello di effettuare un monitoraggio a larga scala delle aree

densamente popolate della regione Campania. Missioni specifiche sono state programmate sulle diverse provincie

regionali con lo scopo di determinare eventuali criticità sullo stato della qualità dell’aria.

CAMPAGNA SU SALERNO (Novembre 2015)

Flight Plan:

Esecuzione dei voli:

Dati spazializzati:

CO2:

PM: NO2:

Salerno:

valori elevati per polveri ed ossidi di azoto

nella zona portuale (cerchio rosso), valori

alti per la CO2 nel centro città (cerchio

bianco) dovuti al traffico.

2. Verifica emissioni aree urbane CAMPAGNA SU BENEVENTO

Flight Plan: Dati spazializzati:

Esecuzione dei voli:

CO2:

PM: NO2:

Benevento

- massimi per polveri, CO2 e ossidi di azoto dei in

corrispondenza di alcuni insediamenti industriali e

grosse arterie stradali (cerchio rosso).

- picco di polveri e CO2 presente nel centro città

dovuto a emissioni da traffico (cerchio bianco).

- valori di fondo elevati di polveri

2. Verifica emissioni aree urbane NAPOLI – CASERTA: BILANCIO DI MASSA DEGLI INQUINANTI

- modalità di calcolo per determinare il trasporto in

massa degli inquinanti in zone densamente

abitate come le provincie di Napoli e Caserta.

- accumulo di CO2 e polveri nell’entroterra delle

aree urbane.

Concentrazioni medie sui transetti della track di CO2 e PM

3. Indagini conoscitive su aree sensibili Utilizzo degli aerei per determinare le possibili sorgenti emissive in contesti complessi come ad esempio quello

delle discariche dell’area vasta di Giugliano.

I voli, eseguiti con un circuito a maglia lungo il perimetro delle discariche, sono

stati necessari proprio per riconoscere le principali aree emissive a terra.

Direzionevento

Considerando la direzione del vento e la

posizione in cui vengono osservate elevate

concentrazioni di biogas, è possibile stimare

quali siano le aree maggiormente emissive

(riquadro rosso in figura.)

La tipologia di volo eseguita permette inoltre di poter effettuare una

spazializzazione dei dati acquisiti lungo l’intero dominio interessato,

caratterizzando in modo univoco il territorio sottoposto ad indagine.

3. Indagini conoscitive su aree sensibili Tramite un sistema integrato di telerilevamento multispettrale denominato DFR, che acquisisce nelle bande del

visibile, del vicino infrarosso e dell’infrarosso termico è possibile effettuare una mappatura di dettaglio delle aree

incendiate (Luglio 2015 campagna specifica nella “terra dei fuochi”)

Immagine a colori reali Mappa di inerzia termica

Marzo 2015 Marzo 2015 Luglio 2015 Luglio 2015

Perché dire grazie ad AriaSaNa?

1. Sviluppo di tecnologie innovative: in questi due anni si è prodotto un progresso

tecnologico/scientifico non indifferente. L’utilizzo di sensoristica commerciale, unito allo sviluppo ad-hoc di

sensori specifici e con tecnologie anche low-cost, rende la piattaforma Sky Arrow una delle più complete al

mondo nel campo del monitoraggio ambientale.

2. Sviluppo di una infrastruttura aerea: l’infrastruttura aerea, cresciuta attorno alle campagne di

monitoraggio, rappresenta un unicum nel panorama italiano del monitoraggio ambientale ed ha ricevuto la

candidatura come Research Infrastructures all’interno del programma H2020.

3. Conduzione di azioni di monitoraggio continuativo: la rodata catena organizzativa, che va

dal mission planning alla gestione dei voli e del payload, permette l’organizzazione di campagne con una

tempistica ridotta ed una quasi immediata condivisione dei risultati acquisiti tramite una filiera di

processamento dati ormai assodata.