La terra vista dal cielo: la regione metropolitana di Milano

The characteristics of atmospheric pollution are constantly changing in relation to the anthropic activity, for example, air over major cities in the world has become overburdened with gases produced by vehicles and domestic heating, together with the technological evolution and its applications. In the last years, people realized that polluted air has serious effects on their health and climate changing. Over the last decade the contribute of satellite remote sensing got a significant role since it has improved its accuracy and precision. It is possible to retrieve information for a wide range of detectable chemical species including aerosols, tropospheric Ozone O3, tropospheric nitrogen dioxide NO₂, carbon monoxide CO, formaldehyde HCHO and sulphur dioxide SO₂. The aim of the work that will be described in this thesis is to give a knowledge about the atmosphere, the air pollution and how the satellites works and how they are used for the remote sensing and then focus on the analysis of the retrieval of satellite data, regarding four main pollutants such as nitrogen dioxide (NO₂), sulphur dioxide (SO₂), ozone (O3) and carbon monoxide (CO); the US Environmental Protection Agency (EPA) has designed these atmospheric constituents as posing serious threats to human health and agricultural productivity. Satellite data referring to the Ozone Monitoring Instrument (OMI) that can distinguish between aerosol types, such as smoke, dust, and sulphates, and measures cloud pressure and coverage, which provides data to derive tropospheric ozone. The evolution of the concentration of the main pollutants has been analysed considering a period of ten years, from 2008 to 2017, in relation to the northern Italy area and focusing on the Milan’s metropolitan region. Satellite data were processed through a software program and were used to create georeferenced maps and thematic maps in order to compare the situation over the years. Which specific reference to the Milan area, the trend for each year were graphically reproduced for each pollutant.

Le caratteristiche dell’inquinamento atmosferico sono in continuo cambiamento a causa dell’evolversi delle attività antropiche, come ad esempio si può constatare nelle grandi città, caratterizzate da un elevato numero di abitanti, dove l’aria è stata sovraccaricata da gas prodotti da veicoli e sistemi di riscaldamento domestici, uniti all’evoluzione tecnologica e alle sue applicazioni nei vari campi dell’industria. Con il passare del tempo la coscienza comune ha realizzato l’importanza degli effetti che l’inquinamento ha sulla nostra salute e sui cambiamenti climatici che sono sempre più evidenti. Negli ultimi anni il telerilevamento ha dato un contributo significativo, grazie allo sviluppo di tecnologie sempre più precise, capaci di fornire dati sempre più accurati. È possibile ricavare informazioni riguardo una vasta gamma di specie chimiche come: aerosol, ozono troposferico O3, diossido di azoto troposferico NO₂, monossido di carbonio CO, formaldeide HCHO e diossido di zolfo SO₂. Lo scopo del lavoro descritto in questa tesi, dopo aver introdotto alcune nozioni sull’atmosfera, gli inquinanti, ed approfondito le dinamiche con cui funzionano e vengono utilizzati i satelliti, è quello di analizzare i dati satellitari raccolti riguardo i principali inquinanti oggetto della ricerca quali: diossido di azoto (NO₂), diossido di zolfo (SO₂), ozono (O3) e monossido di carbonio (CO); l’EPA (Environmental Protection Agency) degli Stati Uniti ha segnalato questi componenti atmosferici come una minaccia alla salute umana e alla produttività agricola. I dati satellitari derivano dalla piattaforma di monitoraggio dell’ozono chiama OMI (Ozone Monitoring Instrument) capace di distinguere tra diversi tipi di aerosol come: il fumo, le polveri ed i solfati, ed è inoltre capace di misurare la pressione e la copertura delle nuvole, fornendo dati dai quali possiamo dedurre informazioni sull’ozono troposferico. L’evoluzione della concentrazione di questi principali inquinanti è stata analizzata prendendo in considerazione un periodo di dieci anni, dal 2008 al 2017, studiando l’area del Nord Italia, concentrando l’attenzione sulla città di Milano, nota appunto per la sua elevata densità abitativa e forte industrializzazione. I dati satellitari raccolti sono stati quindi processati attraverso un software utilizzato per creare mappe georeferenziate e mappe tematica allo scopo di comparare lo sviluppo della situazione nel corso degli anni. Per quanto riguarda l’area di Milano sono stati realizzati dei grafici indicassero l’andamento delle concentrazioni per ogni anno, per ciascuno degli inquinanti.