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LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA messo a confronto con la Radiazione Solare Globale e la Radiazione Netta. Fig.2.26: Radiazione Solare Globale, Radiazione Netta e Flusso di Calore nel terreno registrate presso la stazione meteorologica CNR-ISAC di Roma Tor Vergata. Non è semplice stimare il flusso di calore nel terreno e per farlo sarebbe necessario conoscere la temperatura del suolo, parametro raramente misurato. In Holtslag e van Ulden (1983) è stato proposto un metodo semiempirico che può essere impiegato anche se sono disponibili poche informazioni. Tale metodo parte dal presupposto che lo strato d’aria e di vegetazione sopra la superficie terrestre abbiano un’elevata resistenza termica ed una bassa capacità termica. In tal caso il flusso di calore nel suolo deve essere strettamente correlato alla differenza di temperatura tra l’aria T r ad una quota di riferimento z r ed il suolo T 0 .Per tale ragione una parametrizzazione plausibile risulta essere la seguente: dove A G è un coefficiente empirico pari a circa 5 W •m-2 •K -1 . Il problema nell’impiego di questa relazione sta nella presenza della differenza di temperatura tra aria e superficie del suolo, quest’ultima praticamente mai misurata di routine. Nelle ore diurne, dalle relazioni precedenti si ha la stima approssimata seguente: che può essere ulteriormente approssimata in: in cui il valore per la costante K è compreso tra 0.1 e 0.4. Nelle ore notturne questa procedura non può essere più applicata e si può procedere o stimando la differenza di temperatura tra aria e suolo mediante la Teoria della Similarità o scegliendo per il coefficiente K il valore 0.5. 101
LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA 2.3.5 Bilancio energetico superficiale Si consideri il sistema fisico costituito dalla superficie terrestre e da ciò che la sovrasta (vegetazione, manufatti umani ecc.); tale sistema ha come disponibilità energetica la Radiazione Netta R N e perde sicuramente energia trasferendola al sottosuolo (G 0 ).Al suo interno esistono fonti energetiche ulteriori, come il calore derivante dalle attività umane (si pensi per esempio alle immissioni di calore che si riscontrano nei centri abitati e nelle zone industriali). Parte del calore disponibile verrà pure immagazzinato da questo sistema fisico ed il calore che rimane verrà trasferito al PBL sia come calore vero e proprio, sia come vapor d'acqua che evapora dalla superficie terrestre. Pertanto, il bilancio energetico superficiale risulta così espresso: dove Q E è il flusso di calore latente dovuto all'evaporazione dell'acqua superficiale, H 0 il flusso di calore sensibile ed il membro di destra dell'equazione di bilancio rappresenta lo storage di energia del sistema, termine normalmente trascurato.Trascurando quindi il termine di storage, il bilancio energetico superficiale diventa: 102 Fig.2.27: bilancio energetico superficiale a Città del Messico (stazione di Texcoco 20/5/1992). Come esempio, in Fig.2.27 è presentato un bilancio energetico superficiale in cui sono evidenziati i differenti termini della (2.90b). Su una superficie semiarida, come quella cui si riferisce la figura, durante le ore diurne tutti i termini del bilancio energetico superficiale risultano positivi, mentre nelle ore notturne essi diventano tutti negativi. Questa è una situazione che si riscontra normalmente nelle giornate serene in tutti i siti semiaridi o coltivati. In questi ultimi e più ancora nei siti con forte presenza di vegetazione e con suolo umido, il flusso turbolento di calore latente spesso risulta più elevato del flusso di calore sensibile sia nelle ore diurne che (in modulo) in quelle notturne.
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LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA<br />
messo a confronto con <strong>la</strong> Radiazione So<strong>la</strong>re Globale e <strong>la</strong> Radiazione Netta.<br />
Fig.2.26: Radiazione So<strong>la</strong>re Globale, Radiazione Netta e Flusso di Calore nel terreno<br />
registrate presso <strong>la</strong> stazione meteorologica CNR-ISAC di Roma Tor Vergata.<br />
Non è semplice stimare il flusso di calore nel terreno e per farlo sarebbe necessario<br />
conoscere <strong>la</strong> temperatura del suolo, parametro raramente misurato. In Holts<strong>la</strong>g<br />
e van Ulden (1983) è stato proposto un metodo semiempirico che può essere<br />
impiegato anche se sono disponibili poche informazioni. Tale metodo parte dal<br />
presupposto che lo strato d’aria e di vegetazione sopra <strong>la</strong> superficie terrestre abbiano<br />
un’elevata resistenza termica ed una bassa capacità termica. In tal caso il flusso<br />
di calore nel suolo deve essere strettamente corre<strong>la</strong>to al<strong>la</strong> differenza di temperatura<br />
tra l’aria T r ad una quota di riferimento z r ed il suolo T 0 .Per tale ragione una<br />
parametrizzazione p<strong>la</strong>usibile risulta essere <strong>la</strong> seguente:<br />
dove A G è un coefficiente empirico pari a circa 5 W •m-2 •K -1 . Il problema nell’impiego<br />
di questa re<strong>la</strong>zione sta nel<strong>la</strong> presenza del<strong>la</strong> differenza di temperatura tra aria<br />
e superficie del suolo, quest’ultima praticamente mai misurata di routine. Nelle ore<br />
diurne, dalle re<strong>la</strong>zioni precedenti si ha <strong>la</strong> stima approssimata seguente:<br />
che può essere ulteriormente approssimata in:<br />
in cui il valore per <strong>la</strong> costante K è compreso tra 0.1 e 0.4. Nelle ore notturne questa<br />
procedura non può essere più applicata e si può procedere o stimando <strong>la</strong> differenza<br />
di temperatura tra aria e suolo mediante <strong>la</strong> Teoria del<strong>la</strong> Simi<strong>la</strong>rità o scegliendo<br />
per il coefficiente K il valore 0.5.<br />
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