Il presente studio mira a valutare l’impatto degli elementi urbani e vegetativi sulla dispersione degli inquinanti provenienti da fonti di traffico all’interno dello strato di canopia urbana, con particolare attenzione alla microscala urbana e allo strato pedonale. L’inquinamento atmosferico urbano di origine veicolare rappresenta un rilevante rischio per la salute pubblica, soprattutto quando tende ad accumularsi al livello pedonale, dove i cittadini risultano maggiormente esposti. La complessità del tessuto urbano influisce in modo significativo sulle dinamiche del flusso d’aria, potendo determinare effetti inattesi sull’efficienza dei processi di dispersione degli inquinanti.

Come caso di studio è stato selezionato un quartiere del centro storico di Bologna (Italia), caratterizzato dalla presenza di strade ad alto traffico, alberature stradali e aree verdi. La via principale e le aree circostanti vengono analizzate in dettaglio per indagare la relazione tra ventilazione e complessità del tessuto urbano, con l’obiettivo di riprodurre realisticamente tale interazione. Le dinamiche del flusso d’aria e la distribuzione della concentrazione degli inquinanti sono state investigate combinando esperimenti di laboratorio e simulazioni numeriche ad alta risoluzione. Le dinamiche dello strato di canopia e i meccanismi di dispersione degli inquinanti sono riprodotti sperimentalmente sfruttando il canale idraulico del Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale dell’Università di Roma “La Sapienza” e un modello in scala (1:1000) dell’area di interesse.I risultati sperimentali sono stati impiegati per la validazione del modello numerico. L’impiego di un modello Reynolds-Averaged Navier–Stokes (RANS) consente di approfondire il ruolo delle caratteristiche turbolente nelle interazioni tra vegetazione, vento e inquinanti. Le simulazioni sono inoltre condotte con dati di input realistici, ottenuti dalle stazioni di monitoraggio cittadine, per analizzare nel dettaglio l’interazione tra morfologia urbana e condizioni meteorologiche reali.

Lo studio presentato fa parte di un progetto più ampio volto alla creazione di un catalogo di Nature Based Solutions, considerando sia gli effetti positivi che quelli potenzialmente negativi (GREEN POLIS, PRIN 2022).

The surface energy balance (SEB), i.e., the partitioning of the energy exchange between the Earth’s surface and the atmosphere, is crucial for defining atmospheric boundary layer characteristics and evolution. An accurate assessment of its components is essential for a variety of applications. However, measurements of the SEB terms are still affected by uncertainties. In particular, eddy-covariance measurements of turbulent heat fluxes typically do not balance the available energy. Studies suggest this discrepancy primarily results from advection driven by secondary circulations, prevalent over heterogeneous and complex terrain as a consequence of differential heating.

This study aims to analyze the eddy-covariance measurements from a tower located in Mezzolombardo, in the Alpine Adige Valley (Trentino - Italy), to investigate the SEB closure. The analysis focuses on the assessment of the relationship between SEB non-closure, surface heterogeneity, and the resulting development of local and mesoscale thermally-driven circulations. Objective criteria to select days with the development of thermally-driven circulations are used, refining the method proposed by Lehner et al. (2019). The impact of various eddy-covariance data processing techniques, including averaging and rotation approaches, on flux estimates and SEB closure is quantified. Moreover, analyses conducted on other Alpine sites within diverse complex terrains (e.g., valley floor, valley slope, mountain top) will also be presented.

The overall results provide a systematic quantification of the non-closure of the SEB in several typical Alpine contexts, highlighting similarities and differences between sites located in various topographic and land cover settings and under different meteorological conditions.

The present work is part of the INTERFACE project (INvestigating ThE suRFACe Energy balance over mountain areas), which is performed in the framework of the TEAMx research programme.