la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
diurna e stagionale, mentre la temperatura in profondità presenterà una dinamica
decisamente più lenta.
Il flusso di calore nel terreno ed il profilo termico verticale sono determinati dal
bilancio energetico superficiale e dalle caratteristiche fisiche del terreno quali la sua
densità e diffusività termica. Se si schematizza il suolo come una piastra piana orizzontale
infinita e se si studia il trasferimento del calore al suo interno, è possibile
ritenere che la conduzione sia il meccanismo principale di scambio termico. Questa
è la ragione per cui il il flusso specifico di calore (G) ad una profondità z (al di sotto
della superficie) può essere descritto dalla legge di Fourier. Con l’asse verticale z positivo
verso il basso, il flusso discendente di calore può essere descritto da:
dove T è la temperatura del suolo alla profondità z e K T è la sua conducibilità termica
che dipende, tra l’altro, dall’acqua presente nel suolo: in effetti quando piove, l’aria,originariamente
presente negli interstizi tra i grani e cattiva conduttrice di calore,
è rimpiazzata dall’acqua, buon conduttore di calore. In assenza di sorgenti, la
legge della conservazione del calore porta alla relazione seguente:
in cui C t = ρ t c t è la capacità termica volumetrica, cioè la quantità di energia necessaria
per innalzare di 1K la temperatura di un’unità di volume del terreno, ρ t è la densità
del suolo, c t è il relativo calore specifico. Combinando la (2.87a) e la (2.87b) si ottiene
l’equazione di conduzione del calore nel suolo:
In Tab.2.9, sono riportati alcuni valori per la conducibilità termica, densità e calore
specifico di alcuni tipi di suolo.
Tab.2.9: valori caratteristici di densità, calore specifico e conducibilità termica.
Se la temperatura superficiale presenta un andamento di tipo sinusoidale con escursione
termica giornaliera pari a 2A 0 ed una temperatura minima T, si ha che:
che è la semplificazione dell'andamento termico tipi-
99