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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
che grossolanamente si riduce alla semplice regola secondo cui lo z 0 misurato è rappresentativo
di una distanza sopravvento pari a circa 100 volte la quota di misura.
2.5.1.2 La ripartizione superficiale dell’energia disponibile
All’interfaccia aria-suolo ha luogo il principale trasferimento al PBL di energia termica
e di vapor d’acqua. Il bilancio energetico superficiale assicura che R N -G 0 =
H 0 + H E , cioè che l’energia disponibile alla superficie (la differenza tra la
Radiazione Netta ed il Flusso di Calore nel suolo) si ripartisce tra un Flusso
Turbolento di Calore Latente H E (che causa l’evapotraspirazione) ed un Flusso
Turbolento di Calore Sensibile H 0 (che, per esempio, nelle situazioni convettive
causa la nascita dei vortici di grandi dimensioni) Entrambi questi flussi possono
essere misurati direttamente essendo H 0 = ρC p w’θ’ e H E = λρw’q’ dove ρ è la densità
dell’aria, λ è il calore specifico di evaporazione dell’acqua e q è l’umidità specifica,
tuttavia è molto interessante capire come e perché l’energia disponibile al
suolo si ripartisca nei due differenti tipi di flusso turbolenti o, che è lo stesso, perché
suoli differenti in differenti situazioni presentino differenti valori del Rapporto
di Bowen Bo, definito come Bo = H 0 /H E . Ciò che risulta evidente dalla realtà sperimentale
è che suoli aridi o semiaridi, quindi poveri di umidità, trasformano preferibilmente
l’energia disponibile in H 0 e ciò determina valori di B piuttosto elevati,
mentre suoli molto umidi o addirittura con acqua superficiale prediligono la
trasformazione dell’energia disponibile nel Flusso Latente di calore.
Il problema è stato estesamente studiato da Penman e Monteith che sono giunti
alla individuazione di un modello operativo concettualmente molto interessante. In
effetti, il risultato finale del loro lavoro è costituito dalla relazione seguente, che
esprime il flusso turbolento di calore sensibile e latente:
in cui s = dq s /dt, δq = q s (T) - q è il deficit di saturazione nell’aria, δq 0 = q s (T 0 ) - q 0
è il deficit di saturazione al suolo, r s è una resistenza superficiale in cui è condensato
il complesso meccanismo di traspirazione del suolo e r a è la resistenza aerodinamica
al trasferimento di calore data da:
Questo modello non è di semplice applicazione pratica, dato che accanto a grandezze
facilmente misurabili come R N e G 0 , sono presenti altre variabili di difficile
determinazione, tuttavia la sua importanza sta nell’evidenziare alcune peculiarità
del trasferimento di energia e massa all’interfaccia suolo-aria:
• sia il flusso turbolento di calore sensibile che il flusso turbolento latente sono proporzionali
all’energia disponibile all’interfaccia suolo-aria;
• l’uno prevale sull’altro, a parità di energia disponibile, in funzione delle caratteristiche
del suolo, in particolare più il suolo risulta vicino alla saturazione, più elevata
è la frazione di energia disponibile che viene dedicata all’evaporazione dell’acqua
e quindi al flusso latente.
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