ACTRIS- AEROSOL AND CLIMATE LAB
ACTRIS è una infrastruttura di ricerca europea costituita da numerose facilities in grado di fornire dati e servizi a sostegno della ricerca atmosferica e i cambiamenti climatici.
Il CEDAD partecipa alla infrastruttura con il laboratorio AEROSOL & CLIMA che è stato potenziato con il progetto PER-ACTRIS-IT. Lo scopo del progetto è stato quello di aumentare la competitività della componente italiana di ACTRIS nel panorama europeo supportando la crescita della comunità scientifica nazionale nel settore della ricerca in campo atmosferico e, garantendo l’accesso alla infrastruttura di ricerca europea ACTRIS, per la crescita dell’attrattività del territorio per ricercatori stranieri. ACTRIS - Aerosols, Clouds, and Trace Gas Research Infrastructure , è l’infrastruttura di ricerca europea a supporto della ricerca in campo atmosferico che fornisce strumenti per affrontare le sfide socio-economiche presenti e future, come quelle legate alla qualità dell'aria ed al cambiamento climatico ed alla protezione dai rischi ambientali.
Responsabile del Progetto PER-ACTRIS-IT per l'Università del Salento e delLABORATORIO AEROSOL & CLIMA LAB è il Prof. Lucio Calcagnile
ACTRIS è costituita da otto Central Facilities e da una vasta rete di osservatori e National Facilities di alto livello per la ricerca sull’atmosfera distribuite in 21 paesi europei. Le ACTRIS Central Facilities sono fondamentali per garantire il rispetto di policy e procedure standard per assicurare che tutti i dati ACTRIS siano armonizzati, correttamente archiviati ed accessibili a lungo termine da tutti gli utenti, per coordinare l’accesso degli utenti a facilities state-of-art e fornire servizi ad hoc richiesti dalla comunità scientifica e da altri stakeholders.
Le ACTRIS National Facilities sono siti osservativi o piattaforme esplorative responsabili dell'acquisizione di dati altamente affidabili e di qualità per documentare la variabilità 4-D di aerosol, nubi e gas in traccia e loro complesse interazioni.
ACTRIS è stata inclusa nella roadmap ESFRI 2016 ed è il risultato di oltre 15 anni di attività di ricerca in ambito europeo, finanziata dalla Commissione Europea e a livello nazionale. L’Italia ha avuto un ruolo trainante già dal 2000, con la partecipazione ai progetti EARLINET (FP5) ed EUSAAR (FP6), oltre al coordinamento dei progetti europei EARLINET-ASOS (FP6) e, successivamente, ACTRIS (FP7) e ACTRIS-2 (H2020) e la partecipazione ai progetti ACTRIS Preparatory Phase Project (H2020) e EUROCHAMP2020 (H2020). La comunità scientifica italiana contribuisce, quindi, sin dall’inizio alla creazione dell’infrastruttura di ricerca ACTRIS e porta con sè un bagaglio enorme di conoscenze e di expertise nel settore ma anche una serie di facilities strumentali sia per la parte osservativa che esplorativa (http://www.actris.it/). Il progetto PER-ACTRIS-IT ha rafforzato la partecipazione italiana ad ACTRIS contribuendo in modo considerevole a rafforzare l’impatto e la rilevanza europea ed internazionale delle attività di ricerca e delle facility nazionali nel campo della ricerca atmosferica, attraverso il rafforzamento delle capacità osservative ed esplorative delle facility nazionali distribuite nel paese e delle unità delle facility centrali cui l’Italia partecipa.
Il rafforzamento delle capacità osservative delle facility italiane contribuisce alla sostenibilità a lungo termine di dati di alta qualità riferiti al suolo, alla distribuzione verticale o all’intera colonna atmosferica delle principali variabili atmosferiche, per una migliore comprensione e rilevazione dei meccanismi di feedback contribuendo in maniera rilevante agli studi sul clima e la qualità dell’aria. E' possibile l’accesso aperto alle facilities italiane da parte di user provenienti dalla comunità scientifica nazionale ed internazionale e dal settore privato, facilitando altresi l’innovazione ed il trasferimento di conoscenze alle PMI.
Responsabile scientifico: Gelsomina Pappalardo (CNR-IMAA)
Responsabile scientifico UNISALENTO: Prof. Lucio Calcagnile
Finanziamento: € 19.998.000,33
Finanziamento UNISALENTO: € 855.960,00
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA)
Università degli Studi di Napoli “Federico II” (UniNA)
Università degli Studi dell’Aquila (UniAQ)
Università del Salento (UniSalento)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).
Il progetto di potenziamento si articola in 6 Obiettivi Realizzativi che ricalcano la struttura della infrastruttura di ricerca europea.
OR1 Head Office: potenziamento di una sezione della Direzione Generale dell’intera infrastruttura europea che ha sede presso l’U.O. CNR-IMAA con la strumentazione e le soluzioni hardware necessarie all’ottimale espletamento della missione del SAMU.
OR2 Data Center: potenziamento del nodo del Data Center di ACTRIS per l’aerosol remote sensing per quanto riguarda: a) la capacità di archiviazione dati; b) la potenza di calcolo per il processamento dati automatico ed in real time; c) la connettività per garantire l’interconnessione tra le componenti interne al Data Center e da e verso il global internet.
OR3 Aerosol remote sensing: potenziamento per il profiling degli aerosol come previsto dalle specifiche per le National Facilities ACTRIS. Inoltre, l'intervento è finalizzato al potenziamento della strumentazione lidar con un sistema lidar multiparametrico avanzato fisso, un sistema lidar multiparametrico mobile e un laboratorio ottico equipaggiato per test di laboratorio sulla componentistica e le metodologie lidar come richiesto dalle specifiche definite nel Topical Centre europeo CARS.
OR4 Aerosol in situ: potenziamento per misure di aerosol in situ secondo i requisiti previsti per le National Facilities ACTRIS. Potenziamento per misure di bioaerosol e di proprietà ottiche.
OR5 Clouds: potenziamento per la caratterizzazione delle nubi, come previsto dalle specifiche per le National Facilities ACTRIS.
OR6 Trace Gases: potenziamento della strumentazione per misure dei gas reattivi in traccia, come previsto dalle specifiche per le National Facilities ACTRIS.
Nel Laboratorio di Aerosol & Clima si effettuano ricerche basate sia su osservazioni che su modelli numerici al fine di analizzare il trasporto di aerosol ed il suo impatto sul bilancio radiativo del sistema Terra-Atmosfera e quindi sul clima, in particolare nell’area del Mediterraneo.
Le attività di ricerca consistono nella caratterizzazione delle componenti atmosferiche sia al suolo sia lungo la colonna atmosferica per studiarne gli effetti sul sistema climatico utilizzando modelli di trasferimento radiativo e modelli climatici regionali. Gli aerosol atmosferici ed il vapore acqueo rappresentano le componenti atmosferiche maggiormente indagate nell'ambito di questa attività di ricerca.
PRINCIPALI ATTIVITA' DI RICERCA
• Campionamento e caratterizzazione delle proprietà ottiche, microfisiche e chimiche del particolato atmosferico al suolo.
• Determinazione dei profili verticali di aerosol e vapore acqueo mediante sistemi LIDAR.
• Caratterizzazione degli aerosol mediante tecniche di telerilevamento sia terrestri che satellitari.
• Caratterizzazione della frazione carboniosa del particolato atmosferico integrando tecniche isotopiche e di analisi con fasci ionici.
• Caratterizzazione dell'acqua precipitabile mediante segnali GPS e tecniche di telerilevamento satellitare e terrestre.
• Studio delle relazioni tra turbolenza atmosferica e concentrazione di aerosol atmosferico sia a livello del suolo che all'interno dello strato limite planetario utilizzando un anemometro sonico, campionatori portatili di particolato e un pallone aerostatico frenato.
• Analisi del potenziale ossidativo, tossicità, composizione chimica e batterica dell'aerosol atmosferico e studio delle loro relazioni con i parametri meteorologici ed i principali pattern di avvezione delle masse d'aria.
• Caratterizzazione della componente biogenica dell'aerosol atmosferico medinate tecniche isotopiche.
• Determinazione del forzante radiativo dell'aerosol sia nel range spettrale solare che in quello terrestre, utilizzando sia misure radiometriche sia simulazioni da modelli di trasferimento radiativo. STRUMENTAZIONE DISPONIBILE ➢ Fotometro solare/lunare CE318-T – Cimel Advanced Monitoring (parametri ottici aerosolici riferiti a tutta la colonna atmosferica).
➢ Sistema LIDAR LR332 D300 – Raymetrics (profili verticali del coefficiente di backscattering aerosolico a tre differenti lunghezze d’onda e del rapporto di depolarizzazione).
➢ Nefelometro integrale AURORA 3000 – ECOTECH (coefficiente di scattering e di backscattering aerosolico a tre lunghezze d’onda).
➢ Nefelometro portatile pDR-1500 Aerosol Monitor – Thermo Scientific (coefficiente di scattering aerosolico e concentrazione di PM).
➢ Etalometro AE33 – Magee Scientific (coefficiente di assorbimento aerosolico a sette lunghezze d’onda).
➢ Etalometro portatile MA350 – AethLabs (coefficiente di assorbimento aerosolico a cinque lunghezze d’onda).
➢ Centralina portatile per il monitoraggio della qualità dell’aria ECOMSMART – EcoMesure (concentrazione in massa di PM10, PM2.5, PM1, NO2, CO, SO2, VOC e misurazione di umidità, temperatura e pressione).
➢ Campionatore portatile concentrazione in massa di PM DustTrak DRX model 8534 – TSI (concentrazione in massa di PTS, PM10, PM4, PM2.5 e PM1).
➢ Contatore ottico di particelle “Optical Particle Sizer” Model 3330 – TSI (distribuzione dimensionale e concentrazione del particolato atmosferico da 0.3 a 10 µm in diametro).
➢ Contatore ottico di particelle fini “AQ Guard” – PALAS (distribuzione dimensionale e concentrazione di frazioni del particolato fine PM1, PM2.5, PM4, PM10, TSP).
➢ Contatore ottico di particelle ultrafini P-Trak model 8525 TSI (concentrazione e distribuzione dimensionale delle particelle atmosferiche nanometriche).
➢ Contatore ottico di particelle portatile model POPS-1120 – Handix Scientific (distribuzione dimensionale aerosolica da 140 nm a 3 µm in diametro).
➢ Contatore ottico di nanoparticelle Nanoscan SMPS Nanoparticle sizer model 3910 – TSI (distribuzione dimensionale di nanoparticelle da 10 a 420 nm in diametro).
➢ Analizzatore di carbonio organico ed elementare OC/EC Field Analyzer Model 4 – Sunset Laboratory Inc. (concentrazione di OC ed EC tramite metodo termo-ottico su filtri in quarzo).
➢ Campionatore concentrazione in massa di due differenti frazioni del particolato atmosferico (con metodo gravimetrico) HYDRA Dual Sampler – FAI Instruments.
➢ Campionatore concentrazione in massa di due differenti frazioni del particolato atmosferico (β-ray attenuation method) SWAM 5a Dual Channel Monitor – FAI Instruments.
➢ Sistema di aspirazione portatile SKC Leland Legacy & Impattore inerziale portatile SKC IMPACT Sampler (concentrazione in massa di PM10 o PM2.5 su filtro mediante metodo gravimetrico – flusso di aspirazione fino a 15 L/min).
➢ Campionatore portatile di particolato atmosferico DIGIT – Zambelli (concentrazione in massa di PM10 o PM2.5 su filtro mediante metodo gravimetrico – flusso di aspirazione fino a 38.3 L/min).
➢ Campionatore portatile di bioaerosol ACD-200 BOBCAT InnovaPREP (campionatore di particolato su filtro in elettrete per successive analisi di caratterizzazione del bioaerosol).
➢ Campionatore volumetrico di pollini e spore fungine Hirst-type sampler VPPS 2000 – Lanzoni (campionatore di granuli pollinici e spore fungine su nastro adesivo per successive analisi di caratterizzazione morfologica del bioaerosol).
➢ Rivelatore real-time di bioaerosol “Wideband Integrated Bioaerosol Sensor” WIBS-5/NEO – Droplet Measurement (determina la presenza di bioaerosol in tempo-reale mediante la tecnica della fluorescenza).
➢ Piranometro CMP 21 – Kipp&Zonen (flusso radiativo nel range spettrale solare).
➢ Pirgeometro CGR 3 – Kipp&Zonen (flusso radiativo nel range spettrale dell’infrarosso).
➢ Dirigibile aerostatico frenato equipaggiato per il monitoraggio di profili verticali di parametri meteorologici e ambientali e delle frazioni dimensionali del particolato. La stazione di monitoraggio del Laboratorio di Aerosol & Clima. I sistemi LIDAR per la caratterizzazione dei profili verticali del particolato atmosferico.
