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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
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in cui θ è una temperatura potenziale di riferimento, spesso definita come il valor
medio entro il PBL della temperatura potenziale, h è l’altezza del PBL, Ψ H è la
funzione di Similarità nel SL per la temperatura, µ è il parametro di stabilità
µ=h/L e C è la Funzione Universale di Similarità di Rossby che, secondo
Yamada (1976) è data dalle relazioni seguenti:
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La presenza di θ rende la (2.101a) impossibile da usare direttamente, quindi per
la determinazione del profilo verticale di temperatura potenziale entro il PBL,si
può adottare la metodologia seguente:
- sia nota la temperatura potenziale ad una quota di riferimento z r ,prossima al
suolo; con tale informazione, noti anche i parametri che caratterizzano la turbolenza
del SL (u*,T* e L) e del PBL (h) è possibile dalla (2.101a) ottenere il
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valore di θ;
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- noto θ, l’impiego diretto della (2.101a) fornisce il profilo desiderato entro l’intero
PBL.
Questa relazione di Similarità, nelle situazioni convettive,è in grado di riprodurre
il profilo verticale della temperatura potenziale media solo fino alla sommità
dello Strato Rimescolato (Mixed Layer) ma non può descrivere il forte gradiente
positivo che si riscontra nell’entrainment layer. Metodi per superare tale limitazione
sono riportati in Sozzi e al. (2002).
2.4.2.3 Il profilo verticale della varianza delle componenti del vento
Qui di seguito si farà riferimento ai risultati ottenuti da Rodean (1996) nel suo
lavoro di sintesi dell’enorme massa di risultati sperimentali e teorici attualmente
disponibili sull’argomento.
Il profilo verticale della varianza della componente verticale del vento.
Le misure disponibili suggeriscono che la varianza della componente w del vento
nelle situazioni convettive è il risultato della sovrapposizione di due distinti contributi:
il primo deriva principalmente dalla turbolenza di origine meccanica,
ben rappresentata da u* e quindi proporzionale alla velocità del vento oltre che
al livello di stabilità del SL, mentre il secondo contributo deriva dall’azione della
convettività presente, cioè dell’effetto combinato del flusso di calore sensibile, del
galleggiamento e dell’effetto di costrizione esercitato dall’estensione verticale z i
del PBL. Questo secondo contributo è ben rappresentato globalmente dalla velocità
convettiva di scala w*..Tutti questi contributi sono stati evidenziati nei differenti
lavori pubblicati ed in particolare in Hicks (1985), Nieuwstadt (1984) e
Caughey e al. (1979). Dalla composizione di tutti questi contributi parziali è nata
la Relazione di Similarità seguente:
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dove con h si è indicata l’estensione verticale del PBL (sia stabile che convettivo).
E’ importante sottolineare che la (2.102a) può essere usata sia nelle situazioni
convettive che in quelle stabili, una volta che in queste ultime w* è stato posto
a zero,e che quindi è in grado di rappresentare in maniera continua la transizione