Analisi della concentrazione di particolato in area metropolitana e influenza dei parametri meteoclimatici = Analysis of the concentration of particulate matter in the metropolitan area and influence of the meteorological and climatic parameters

Nel presente lavoro di tesi viene investigata la relazione tra i parametri meteoclimatici e la concentrazione di particolato aerodisperso, focalizzandosi maggiormente sugli effetti che fenomeni di vento e di pioggia esercitano su di essa. Nella prima parte dell’elaborato viene effettuato un inquadramento generale e normativo del lavoro, introducendo il concetto di particolato aerodisperso e illustrandone le proprietà che lo caratterizzano, insieme ai meccanismi fisici che governano la sua dispersione in atmosfera. Successivamente vengono valutati gli effetti del vento e della pioggia sulle concentrazioni di PM10 e PM2.5, grazie all’elaborazione di una serie storica di dati nel periodo settembre 2018-settembre 2021, acquisita presso il Politecnico di Torino. Sono preliminarmente analizzati i metodi e le tecniche utilizzate sia in fase di acquisizione che in fase di elaborazione dei dati, mostrando tutte le componenti della stazione di misura e i modelli impiegati. Per svolgere questo lavoro sono stati utilizzati strumenti di machine learning, elementi fondamentali nella modellistica di fenomeni di tale complessità. Tutte le analisi, sia grafiche che numeriche, sono state implementate in ambiente Python che, grazie alle sue caratteristiche quali semplicità e versatilità, ha consentito di svolgere le elaborazioni di seguito presentate. Partendo dall’utilizzo di elaborazioni statistiche, il lavoro è poi evoluto in tecniche più avanzate come il GAM o le reti neurali, con il costante obiettivo di ricercare delle correlazioni tra la variazione di concentrazione di particolato e l’intensità dei fenomeni meteorologici di pioggia e vento. Sarà evidente sin dai primi risultati l’importanza di differenziare i fenomeni per comprendere l’influenza di ognuno di essi, analizzando in maniera quanto più distinta possibile fenomeni di vento e fenomeni di pioggia. Dalle elaborazioni si è potuto notare come all’aumentare della velocità del vento, l’abbattimento percentuale di concentrazione di particolato segua un trend di tipo esponenziale. Un'altra importante evidenza che riguarda non solo i fenomeni di vento, ma anche quelli di pioggia, è la forte correlazione positiva tra concentrazione di particolato prima del fenomeno e abbattimento complessivo all’interno dell’evento meteorologico.