Dovrebbero essere presi in considerazione nuovi metodi per testare e simulare la qualità dell'aria per aiutare i responsabili politici ad avere una comprensione più accurata di come le emissioni influenzano i livelli di inquinamento atmosferico, suggerisce una nuova ricerca.

In una recensione pubblicata su Journal of the Air &Waste Management Association , gli autori affermano che gli attuali sistemi di modellazione della qualità dell'aria utilizzati negli Stati Uniti per eseguire simulazioni per aiutarci a capire come reagiscono gli inquinanti nell'atmosfera devono trovare un equilibrio tra dettagli chimici sufficienti e speculazioni inutili per produrre risultati accurati per aiutare a migliorare la qualità dell'aria.

Il nuovo documento fornisce raccomandazioni su come produrre descrizioni più accurate delle reazioni chimiche atmosferiche, e simulazioni della qualità dell'aria in turno, nella lotta per ridurre le emissioni pericolose.

La produzione di inquinamento atmosferico da autoveicoli, centrali elettriche industriali, e le emissioni di combustibili fossili sono determinate da complesse reazioni chimiche. Per simulare accuratamente l'inquinamento atmosferico, i modelli di qualità dell'aria risolvono insiemi di equazioni che descrivono matematicamente i processi fisici e chimici che regolano il destino delle emissioni nell'atmosfera. L'autore principale, il professor William Stockwell dell'Università del Texas a El Paso, spiega:simulazioni accurate di inquinanti atmosferici richiedono descrizioni aggiornate e accurate dei processi chimici per i mutevoli regimi chimici dell'atmosfera e dei contaminanti emergenti di interesse.

I ricercatori hanno confrontato le tecniche attuali utilizzate per descrivere le reazioni chimiche atmosferiche con tecniche più storiche. Hanno concentrato il loro confronto sulle tecniche utilizzate in un modello tridimensionale comunemente usato dalle agenzie ambientali per simulare l'ozono, particolato, e le concentrazioni di acido atmosferico, e sviluppare strategie efficaci di riduzione delle emissioni.

Secondo la recensione, lo sviluppo iniziale (1970-2000) di tecniche per descrivere le reazioni chimiche atmosferiche comportava l'aggiunta di una reazione chimica una per una alla descrizione matematica, ciascuno seguito da test di laboratorio utilizzando una camera ambientale, e confrontare le simulazioni con i risultati. "Riteniamo che questo sia un approccio "dal basso verso l'alto", "dice Stockwell.

In confronto, le attuali tecniche per descrivere le reazioni atmosferiche sono indicate come un approccio "top-down" e comportano prima la creazione di descrizioni matematiche altamente complesse delle reazioni chimiche prima del test e poi la loro semplificazione per il loro utilizzo in un modello di qualità dell'aria.

I ricercatori sono rimasti sorpresi e preoccupati nello scoprire che l'approccio dall'alto verso il basso è stato ampiamente sostenuto con l'esclusione dell'approccio "dal basso verso l'alto" per aggiornare le descrizioni della chimica utilizzata per la modellazione della qualità dell'aria.

Stockwell sostiene che iniziando lo sviluppo della descrizione matematica della chimica con un numero molto elevato di reazioni che non sono ben testate in laboratorio, può aggiungere un'inutile quantità di incertezza alla descrizione della chimica nel modello che, a sua volta, può influire sull'efficacia di un modello nella simulazione dell'inquinamento atmosferico.

Anziché, i ricercatori suggeriscono che i modelli di qualità dell'aria sarebbero più accurati se le descrizioni delle reazioni chimiche atmosferiche fossero sviluppate attraverso una combinazione di tecniche dal basso verso l'alto e dall'alto verso il basso, cioè., aggiungendo una reazione o un piccolo gruppo di reazioni alla descrizione matematica (tecnica bottom-up), seguito da test rispetto a descrizioni matematiche più complesse (top-down) e una semplificazione finale per l'input del modello di qualità dell'aria.

I ricercatori raccomandano inoltre di prestare maggiore attenzione alle tecniche alternative per produrre gli insiemi di equazioni che descrivono matematicamente i processi chimici per la modellazione della qualità dell'aria, come l'uso di sistemi informatici e di modellizzazione della qualità dell'aria che meglio caratterizzano l'incertezza nelle loro simulazioni.