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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
2.7.3.1.4 Anemometro ultrasonico
L’anemometro ultrasonico è attualmente lo strumento principe per lo studio della turbolenza
atmosferica e, nella versione più diffusa, non è solo uno strumento per la
misura delle componenti del vento e ma anche della temperatura. Paradossalmente
l’idea dell’anemometro ultrasonico non è molto recente, anche se le difficoltà tecniche
nella sua costruzione sono state superate solo grazie all’avvento della nuova
tecnologia elettronica. Il primo uso noto dell’antenato di tale anemometro nella
misura della turbolenza atmosferica si riscontra nel famoso Progetto Sperimentale
Prairie Grass (USA) condotto nella metà degli anni ’50. Quasi contemporaneamente,
Bovsheverov,Voronov e Gurvich svilupparono all’Università di Mosca nel
1958 un prototipo molto simile di anemometro sonico, (Monin e Yaglom ,1971).
Da allora tale strumento si è sviluppato lentamente, interiorizzando le tecnologie
elettroniche più attuali, ed è entrato nell’uso comune in micrometeorologia grazie
ad un nutrito numero di ricercatori. Il principio fisico su cui si basa l’anemometro
ultrasonico è la variazione del tempo di propagazione del suono nei fluidi in movimento.
Per maggiori dettagli si rimanda a Sozzi e al. (2002). Per illustrarne il funzionamento
si faccia riferimento alla Fig.2.58.
Fig.2.58: Coppie emettitore - ricevitore (Kaimal, 1982, Kaimal, 1994).
Si immagini che ci siano due coppie di emettitori-ricevitori di impulsi sonori nella
geometria indicata. La distanza che separa ogni emettitore dal proprio ricevitore sia
la medesima e pari a d (path della coppia). La differenza tra le due coppie sta nel
fatto che l’emettitore T 1 sta a brevissima distanza dal proprio ricevitore R 1 e viceversa
per T 2 e R 2 (nella realtà costruttiva attuale T 1 e R 2 coincidono e così pure T 2
e R 1 ). Pertanto un impulso emesso da T 1 farà un percorso inverso all’impulso emesso
da T 2 . Se il fluido (l’aria) è fermo, il percorso dei due impulsi sarà uguale e contrario
ed il tempo t 1 necessario perché il primo impulso raggiunga R 1 sarà esattamente
uguale al tempo t 2 impiegato dal secondo impulso. Le cose cambiano se l’aria
è in movimento. Se il movimento dell’aria è descritto dal vettore V indicato in
figura, allora i percorsi acustici seguiti dai due impulsi saranno quelli indicati nella
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