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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
deviazioni standard delle componenti del vento e della temperatura) si dispone
di un ancor più esiguo di evidenze sperimentali, che però di fatto confermano
le Relazioni di Similarità ottenute sulla terraferma.
2.6.2 Il PBL e le discontinuità superficiali
Una situazione che frequentemente si incontra nel mondo reale è il succedersi
continuo di superfici con caratteristiche morfologiche diverse. Si pensi per esempio
ad una situazione di una grande prateria confinante con una zona urbanizzata
costituita da case sparse, strade ed altri edifici di piccola dimensione e piante
sparse ad alto fusto. Evidentemente le due zone presenteranno distinte rugosità
superficiali e le masse d’aria che scorrono sopra una delle due zone, passando
sull’altra incontreranno una discontinuità e si adegueranno gradualmente alla
nuova situazione. Si verrà quindi formando uno strato (Internal Boundary Layer,
IBL) che partirà dalla linea di discontinuità e si svilupperà sottovento ad essa (Fig.
2.37). Si immagini che il vento spiri dalla prateria verso il centro abitato, cioè da
una zona a rugosità inferiore z 01 ad un’altra zona a rugosità superiore z 02 e che
la linea di discontinuità sia perpendicolare alla direzione del vento. Da essa si svilupperà
uno strato di spessore δ circa nullo in corrispondenza della linea di discontinuità
e crescente con la distanza sottovento. Sopra δ, il profilo del vento
resta praticamente uguale a quello della zona sopravvento alla linea di discontinuità,
mentre al di sotto tale profilo risulta profondamente alterato.
Fig.2.37: sviluppo di un Internal Boundary Layer (Arya, 1987).
E’ possibile individuare uno strato di limitata estensione verticale a ridosso della
superficie, pari a circa 0.1 δ (inner layer), in cui il profilo del vento è in equilibrio
con la situazione incontrata localmente (rispettosa, cioè della Similarità basata sui
flussi superficiali locali) e lo strato di aria compresa tra la sommità dell’inner layer
e δ in cui il profilo del vento presenta una lenta transizione tra le due situazioni.
L’evoluzione di δ con la distanza x sottovento alla linea di discontinuità può
essere descritto dal modello di Elliott (1958), espresso dalla relazione diagnostica
seguente:
dove:
130
Un altro esempio tipico di discontinuità è quello di una superficie marina più
fredda che confina lungo la linea di costa con una terraferma più calda, cosa che
si verifica frequentemente nelle ore diurne. In effetti nelle situazioni convettive
lo sviluppo di un flusso turbolento di calore sensibile sulla terraferma, decisamente
maggiore del flusso di calore che si può riscontrare sul mare, fa sì che le