La scala spaziale di riferimento varia in termini di ordini di grandezza da 500x500 m2 dimensione tipica di un blocco che ospita edifici e strade a canyon, fino a 10x10 km2 superficie entro la quale può essere inclusa l'intera area urbana.
Questo scenario è dominato da inquinanti emessi soprattutto a livello del suolo dal traffico veicolare, ed è caratterizzato da una marcata variabilità spazio-temporale delle concentrazioni.
Può essere descritto con modelli analitici che consentono il trattamento di sorgenti lineari sotto forma di grafo stradale e di sorgenti areali come composizione delle emissioni da riscaldamento domestico o nei casi in cui si voglia descrivere il contributo di una rete di strade senza distinzione dei singoli apporti.
Nei modelli analitici di ultima generazione sono presenti particolari routines per il calcolo delle concentrazioni nei cosiddetti "street canyons"; in tal caso l'area urbana sarà trattata senza dettagli topografici spinti, salvo dove è richiesto dal tipo di simulazione.
Esistono anche modelli fluido-dinamici che risolvono esplicitamente le equazioni del moto e della dispersione. La complessità dei modelli fluido-dinamici è ovviamente superiore, come non standard è l'insieme dei dati di input richiesto (campi di vento e di turbolenza tridimensionali ad alta risoluzione che riproducono il flusso turbolento indotto dagli edifici e dal traffico): in compenso è possibile simulare l'andamento delle concentrazioni con grande dettaglio spaziale ed in presenza di topografia altamente complessa e di tunnel.
In ambiente urbano, in mancanza di adeguate fonti di dati (reti di misura, campagne di misure, stime modellistiche), in prima approssimazione è possibile ricorrere alla stima delle emissioni potenziali conoscendo i flussi veicolari ed i livelli di congestione del traffico nelle diverse arterie che compongono la rete viaria cittadina (supponendo che nell'area sia il traffico veicolare a fornire il contributo prevalente alle emissioni).
Molte città dispongono di efficienti modelli di traffico, calibrati con misure in campo, in grado di simulare l'andamento orario del traffico; una volta noti il numero di veicoli per unità di tempo, la composizione del parco (cilindrata, tipo di combustibile usato, età dei veicoli) e la velocità media di percorrenza di ciascun arco stradale, si può calcolare la quantità di inquinante emessa nell'unità di tempo e nell'unità di lunghezza, tramite fattori di emissione accettati a livello europeo (CORINAIR, COPERT). Si può ottenere così una caratterizzazione delle arterie in termini di "capacità emissiva" per ciascun inquinante, in altre parole una mappa delle criticità locali legate al traffico autoveicolare.
I fattori di emissione standard possono tuttavia sottostimare sensibilmente le emissioni in situazioni fortemente congestionate come quelle che normalmente si registrano nelle nostre aree urbane, né d'altro canto può essere trascurato il contributo alle emissioni da parte delle due ruote, sia per l'elevato numero di motoveicoli che circola nelle città sia per la rilevanza del loro contributo alle emissioni di IPA e benzene per i quali possono essere significative anche le emissioni evaporative provenienti da veicoli in sosta (una sorgente che può rivelarsi importante è costituita dai grandi parcheggi) e quelle da stazioni di rifornimento. Per quanto riguarda le emissioni di IPA e PM10 occorre sottolineare che i fattori di emissione non sono ancora consolidati.
Un altro punto critico nella simulazione urbana è costituito dall'input meteorologico che deve rappresentare le condizioni termiche ed anemologiche particolari dell'area urbana. Tali particolarità, non possono essere incorporate né dalla misura remota in zona rurale né da quella proveniente da postazioni al suolo troppo influenzate dal tessuto urbanistico.
Per ogni singolo modello proposto la tabella riporta la possibilità di utilizzo a livello di area urbana complessiva e/o di canyon urbano
| Modello | Tipo | Sviluppatore | Canyon SI/NO |
Area Urbana SI/NO |
Gratuito SI/NO |
WebSite (Home Page) |
Link al modello |
| AIRVIRO | Il modulo di dispersione contiene diversi modelli (Gauss Plume, Grid, Street Canyon, Heavy gas) |
SMHI International Consulting Services Norrkoping, Sweden |
Sì | Sì | No | SMHI | Link al modello specifico |
| ADMS-urban | Modello tridimensionale semi-Gaussiano innestato in un modello a traiettoria |
Cambridge Environmental Research Consultants Ltd |
Sì | Sì | No | CERC | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
| ARIA Impact | Modello Gaussiano | Aria-net | Sì | Si | No | Aria-net | Link al modello specifico |
| CALINE4 | Modello Gaussiano | Caltrans Air Quality Coordinator |
Sì | No | Sì | California Department of Transportation | Download del Software Download del Manuale |
| CFX-TASCflow | Modello tridimensionale a microscala |
LHTEE | Sì | No | No | MDS | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
| MERCURE | Codice CFD tridimensionale |
Electricite de France, Direction des Etudes et Recherches |
Sì | No | No | MDS | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
| OSPM | Combinazione tra un modello a plume e un modello a box |
National Environmental Research Institute, Denmark |
Sì | No | No | MDS | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
| PROKAS-B | Utilizzazione dei risultati calcolati da MISKAM per 21 tipi di edifici |
Karlsruhe und Dresden, Germany |
Sì | No | No | MDS | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
| WinMISKAM | Modello tridimensionale di previsione di flusso accoppiato con un modello di dispersione Euleriano |
SFI GmbH, Germany |
Sì | No | No | MDS | Elenco modelli contenuti nel database Link al modello specifico |
Esempi di esperienze italiane: