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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
anche se non va dimenticato che tale variabile è di fatto una variabile stocastica cui
però il Sistema Ideale di Misura non sovrappone perturbazioni esogene.
Nel mondo reale, però, non esistono veri Sistema di Misura Ideali, ma solo Sistemi
di Misura Reali. Un Sistema di Misura Reale è costruito, anche questa volta, in
modo da variare una delle proprie caratteristiche fisico-chimiche in funzione della
variabile da misurare, anche se può, in misura più o meno rilevante, indurre perturbazioni
sulla variabile da misurare. Inoltre, anche per un sistema di misura reale
deve essere nota la relazione x = m(X), tuttavia la non idealità dello strumento stesso
e dei vari apparati (normalmente di tipo elettronico) che lo compongono fa sì
che alla misura vera e propria vengano a sovrapporsi perturbazioni e disturbi di
varia natura che la contaminano più o meno profondamente. Un Sistema di Misura
Reale, fornirà quindi una misura reale che sarà prossima a quella ideale (vera), anche
se affetta da errori. Un esempio di ciò è la misura di temperatura con una termoresistenza.
E’ noto che tale misura, essenzialmente di tipo elettrico, è perturbata da un
rumore bianco generato dalla termoresistenza stessa (Larsen e al., 1982). Ripetendo
più volte, se fisicamente possibile, tale misura, emergerà in maniera immediata la
natura stocastica insita nella misura reale, che porta ad affermare che x è una variabile
casuale, caratterizzata da una ben precisa funzione di densità di probabilità che
per semplicità può essere considerata gaussiana con media µ e deviazione standard
σ. Se si è in grado di realizzare N misure x i di una variabile e se N è sufficientemente
grande, la Statistica assicura che la media campionaria m x è prossima alla media
µ con varianza σ 2 /N.Pertanto, detto σ 2 = σ 2 /N l’errore quadratico medio,il vero valore
µ risulta pari a m x ± ε con il 66% di probabilità, pari a m x ±2ε con il 95% di
probabilità e pari a m x ± 3 ε con il 99% di probabilità.
2.7.1 Sistemi di Misura micrometeorologici
Il Sistema più comodo e più usato per la misura delle variabili micrometeorologiche
è la stazione meteorologica al suolo, in cui coesistono:
• un insieme di strumenti (sensori) in grado di misurare le variabili di interesse, cioè
di reagire alla loro variazione, producendo in uscita segnali elettrici di tipo analogico
(tensioni o correnti) o digitale,
• un sistema elettronico che gestisce la temporizzazione delle misure (cioè che
decide quando realizzare la misura), che opera le trasformazioni delle uscite elettriche
dei singoli sensori in modo da produrre una versione analogica della misura,
che archivia le misure realizzate in un opportuno archivio accessibile all’utente
e che le presenta direttamente all’utente in forma alfanumerica e/o grafica,
I sensori vengono localizzati a differenti quote rispetto al suolo, normalmente sopra
pali o torri meteorologiche. La normale altezza di misura è 10 metri (secondo le
indicazioni del WMO, che però si riferiscono alle reti meteorologiche e non
micrometeorologiche e che, quindi, non si applicano necessariamente al nostro
caso), tuttavia esistono anche torri meteorologiche ben più elevate, come per esempio
la torre di Cabau in Olanda, che superano i 300 metri di altezza. Ovviamente
il limite intrinseco a un tale sistema di misura è che si può tener sotto osservazione
solo la micrometeorologia della parte del PBL più vicina al suolo.
Un modo differente di operare è quello di utilizzare un numero esiguo di sensori
meteorologici, sostanzialmente simili a quelli usati in una stazione meteorologica
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