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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
La soluzione tecnica più famosa, a tutti nota come Gill propeller UVW,è anche
la soluzione tecnica più logica: il vento è un vettore decomponibile nelle tre
componenti cartesiane ortogonali, quindi era logico costruire un sistema di bracci
tra loro perpendicolari (un sistema di riferimento cartesiano ortogonale), uno
verticale, gli altri due orizzontali, alle cui estremità era posta un’elica che misurava
la componente del vettore vento lungo la direzione del singolo braccio
(Fig.2.57). Questo geniale apparato, dotato di eliche molto leggere, ha consentito
lo sviluppo della fase pionieristica degli studi micrometeorologici.
Fig.2.57: anemometro ad elica triassiale.
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Dal punto di vista dinamico, la singola elica è un sensore del primo ordine e quindi la
determinazione della velocità e della direzione del vento col Gill UVW non soffre
dei problemi riscontrati con l’utilizzo del vane.A rigore non sarebbe così per
la configurazione monoassiale: tale strumento è sicuramente del primo ordine
per quanto riguarda la determinazione della velocità del vento, ma del secondo
per quanto riguarda la direzione, dedotta dalla posizione del vane, quindi con
risposta ad una variazione istantanea di tipo oscillante. L’effetto stabilizzante dell’elica
in rotazione, però, fa sì che le indesiderate caratteristiche tipiche di un sensore
del secondo ordine risultino decisamente trascurabili. Come per ogni sensore
del primo ordine, anche per l’anemometro ad elica può essere definita una
distance constant L.Accurate misure in galleria a vento (McBean, 1972) hanno fornito
attendibili valori per L ed hanno evidenziato la sua dipendenza dall’angolo
θ tra la direzione del vento e l’asse dell’elica (circa 1.2m per θ pari a 30° e 1.5m
per θ pari a 60°). L’inerzia (spesso piccola) delle parti rotanti agisce sul segnale
di ingresso alla stregua di un filtro passa-basso, anche se nelle applicazioni più tradizionali,
questa caratteristica non comporta particolari conseguenze. Negli studi
sulla turbolenza atmosferica, il filtraggio comporta due effetti: il primo effetto,
estremamente benefico, è la diminuzione del rumore strumentale, mentre il
secondo, meno positivo, tuttavia di entità ridotta, consiste nella sottostima sistematica
delle varianze e covarianze.