La piattaforma aerea SkyArrow ERA Ariasana. Descrizione delle campagne aeree di monitoraggio e della sensoristica di bordo.

1. Piattaforma aerea SkyArrow ERA AriaSana
Sky Arrow ERA TCNS 650: monomotore (100 hp), sviluppato da una collaborazione
CNR (Italy) – NOAA (USA) – 3I SpA (Italy).
Air quality payload Biogas payload Lidar payload
AriaSaNa:
sviluppo di tre payloads,
che rendono la piattaforma
Sky-Arrow una della più
complete per ricerca e
monitoraggio.

2. La sensoristica a bordo dello Sky Arrow
Air quality payload
2BTech Mod. 405
Concentrazione di ossidi di
azoto
2BTech Mod. 202
Concentrazione di ozono
Strumentazione comune a tutti i payload
BAT-probe
Componenti 3-D velocità del vento,
temperatura
Licor 7500 open path
Concentrazione di anidride
carbonica (CO2) e vapore acqueo
Concentrazione di particolato per
32 classi dimensionali (0.25-32
m)
Grimm Mod. 1.109
Licor PAR radiometer
Misura della radiazione
solare fotosinteticamente
attiva incidente e riflessa
Rebs Q7net radiometer
Misura della radiazione
solare netta
Everest IR termomether
Misura della temperatura
superficiale
Biogas payload Lidar payload
Concentrazione di metano
Informazioni sulla
distribuzione verticale ed
orizzontale degli aerosol,
caratterizzazione ottica e
fisica delle polveri

3. Attività aerea AriaSana
- 8 campagne intensive (2014-15) su Napoli, Salerno, Caserta, Benevento
- campagna speciale QuAsaR (Luglio 2105) per monitoraggio ozono estivo
- campagne addizionali: BioQuAr (discariche Giugliano), Samba
(termovalorizzatore Acerra).
I report di volo delle missioni effettuate sono consultabili dal sito
www.ariasana.org nella sezione Rilievi aerei  report di volo
Numero di voli Ore di volo
38 145

4. Gestione dei dati
raw data raccolti in volo  pre-processing  post-processing  contenuto fruibile dalla cittadinanza.
centro di controllo  live streaming dei dati in volo (www.ariasana.org  Rilievi aerei
- visualizzazione traiettoria volo real-time
- valori di concentrazioni degli inquinanti real-time

5. Elaborazione e visualizzazione dei dati
Flusso di lavoro:
Raw data
QAQC (quality analysis),
pre - processing
Analisi per i vari inquinanti
Analisi finali e restituzioni grafiche

6. Misure aeree AriaSaNa
L’impiego delle misure aeroportate AriaSaNa, oltre a fornire un servizio di monitoraggio, è stato di
fondamentale aiuto sia per la validazione del sistema previsionale di qualità dell’aria che per l’effettuazione di
indagini conoscitive su aree sensibili sconosciute ai catasti emissivi:
Impiego dei dati aerei:
1. Validazione e miglioramento modelli numerici atmosferici:
I dataset prodotti durante i voli vengono assimilati dalla catena modellistica migliorandone il sistema
previsionale.
2. Verifica emissioni aree urbane:
Voli effettuati nelle maggiori città della regione con lo scopo di monitorare lo stato delle qualità dell’aria e
rinnovare i catasti emissivi.
3. Indagini conoscitive su aree sensibili:
Voli eseguiti su zone specifiche con particolari criticità ambientali, quali le discariche nell’area vasta di
Giugliano.

7. 1. Validazione e miglioramento modelli numerici atmosferici
I parametri meteorologici acquisiti dalla piattaforma Sky Arrow durante i voli, vengono confrontati con gli output della
catena modellistica per individuare gli schemi che rappresentano in modo migliore le osservazioni.
I modelli, guidati dai dati sperimentali, possono produrre una previsione ottimale sia delle condizioni meteo che della
concentrazione di inquinanti.

8. 2. Verifica emissioni aree urbane
Uno dei principali obiettivi del progetto AriaSaNa è quello di effettuare un monitoraggio a larga scala delle aree
densamente popolate della regione Campania. Missioni specifiche sono state programmate sulle diverse provincie
regionali con lo scopo di determinare eventuali criticità sullo stato della qualità dell’aria.
CAMPAGNA SU SALERNO (Novembre 2015)
Flight Plan:
Esecuzione dei voli:
Dati spazializzati:
CO2:
PM:
NO2:
Salerno:
valori elevati per polveri ed ossidi di azoto
nella zona portuale (cerchio rosso), valori
alti per la CO2 nel centro città (cerchio
bianco) dovuti al traffico.

9. 2. Verifica emissioni aree urbane
CAMPAGNA SU BENEVENTO
Flight Plan: Dati spazializzati:
Esecuzione dei voli:
CO2:
PM:NO2:
Benevento
- massimi per polveri, CO2 e ossidi di azoto dei in
corrispondenza di alcuni insediamenti industriali e
grosse arterie stradali (cerchio rosso).
- picco di polveri e CO2 presente nel centro città
dovuto a emissioni da traffico (cerchio bianco).
- valori di fondo elevati di polveri

10. 2. Verifica emissioni aree urbane
NAPOLI – CASERTA: BILANCIO DI MASSA DEGLI INQUINANTI
- modalità di calcolo per determinare il trasporto in
massa degli inquinanti in zone densamente
abitate come le provincie di Napoli e Caserta.
- accumulo di CO2 e polveri nell’entroterra delle
aree urbane.
Concentrazioni medie sui transetti della track di CO2 e PM

11. 3. Indagini conoscitive su aree sensibili
Utilizzo degli aerei per determinare le possibili sorgenti emissive in contesti complessi come ad esempio quello
delle discariche dell’area vasta di Giugliano.
I voli, eseguiti con un circuito a maglia lungo il perimetro delle discariche, sono
stati necessari proprio per riconoscere le principali aree emissive a terra.
Direzione vento
Considerando la direzione del vento e la
posizione in cui vengono osservate elevate
concentrazioni di biogas, è possibile stimare
quali siano le aree maggiormente emissive
(riquadro rosso in figura.)
La tipologia di volo eseguita permette inoltre di poter effettuare una
spazializzazione dei dati acquisiti lungo l’intero dominio interessato,
caratterizzando in modo univoco il territorio sottoposto ad indagine.

12. 3. Indagini conoscitive su aree sensibili
Tramite un sistema integrato di telerilevamento multispettrale denominato DFR, che acquisisce nelle bande del
visibile, del vicino infrarosso e dell’infrarosso termico è possibile effettuare una mappatura di dettaglio delle aree
incendiate (Luglio 2015  campagna specifica nella “terra dei fuochi”)
Immagine a colori reali Mappa di inerzia termica
Marzo 2015 Marzo 2015Luglio 2015 Luglio 2015

13. Perché dire grazie ad AriaSaNa?
1. Sviluppo di tecnologie innovative: in questi due anni si è prodotto un progresso
tecnologico/scientifico non indifferente. L’utilizzo di sensoristica commerciale, unito allo sviluppo ad-hoc di
sensori specifici e con tecnologie anche low-cost, rende la piattaforma Sky Arrow una delle più complete al
mondo nel campo del monitoraggio ambientale.
2. Sviluppo di una infrastruttura aerea: l’infrastruttura aerea, cresciuta attorno alle campagne di
monitoraggio, rappresenta un unicum nel panorama italiano del monitoraggio ambientale ed ha ricevuto la
candidatura come Research Infrastructures all’interno del programma H2020.
3. Conduzione di azioni di monitoraggio continuativo: la rodata catena organizzativa, che va
dal mission planning alla gestione dei voli e del payload, permette l’organizzazione di campagne con una
tempistica ridotta ed una quasi immediata condivisione dei risultati acquisiti tramite una filiera di
processamento dati ormai assodata.