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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
Non è possibile in questa sede presentare in maniera esauriente la teoria su cui si
basa il funzionamento del SODAR; al Lettore interessato si consiglia Mastrantonio
(1996), Neff e Coulter (1985) ed i riferimenti ivi citati. L’unica cosa che si può
aggiungere è che dal SODAR è possibile ottenere il profilo verticale delle velocità
del vento e della direzione, il profilo verticale di σ w ed il profilo verticale dell’eco
di ritorno da cui si può stimare il grado di turbolenza della porzione di PBL
analizzata, normalmente dell’ordine di poche centinaia di metri.
2.7.5.2 RASS
Il sistema radioacustico RASS è dedicato alla determinazione dei profili verticali di
temperatura virtuale. Dettagli su tale sistema possono essere trovati in Kaimal e
Finnigan (1994) e Bonino e Trivero (1982). La misura del profilo termico verticale
è basata sull’interazione di onde acustiche ed elettromagnetiche nell’atmosfera. Nella sua
essenza il metodo consiste di un potente generatore acustico che lancia verso l’alto
un breve treno d’onde sinusoidali. La velocità istantanea con cui questo segnale
si innalza dipende dalla radice quadrata della temperatura locale. Questa velocità
viene continuamente rilevata da terra mediante un radar Doppler. Il rilevamento è
reso possibile dal fatto che l’intensa pressione dell’onda acustica influisce localmente
sull’indice di rifrazione elettromagnetico dell’aria in modo da dar luogo ad
un radioeco. Il diagramma delle velocità misurate in funzione del tempo trascorso
dal momento del lancio dell’impulso acustico, permette di tracciare direttamente
l’andamento della temperatura in funzione della quota.
2.7.5.3 WIND PROFILER
I profilatori radar della velocità del vento si basano (Kaimal e Finnigan, 1994) sulla
controparte radio dell’effetto sfruttato dal SODAR. Un segnale radio, emesso in
una direzione, subisce per una (minima) parte una riflessione retrograda, la cui
intensità ed il cui spostamento Doppler rispetto all’onda emessa forniscono informazioni
utili sulla velocità media e sui momenti del secondo ordine della velocità
del vento lungo la direzione di misura. Combinando diverse direzioni di misura è
possibile ricavare una stima della velocità del vento in orizzontale, a varie quote
sulla verticale. Data la piccola intensità della riflessione dei segnali radar, se confrontati
con le loro controparti sonore, il rapporto segnale/rumore è molto più
basso nel caso dei profilatori, rispetto a quanto si può osservare con i SODAR.
D’altra parte, il tempo di propagazione dei segnali radar è enormemente più basso
di quello delle onde sonore e ciò permette una velocità di campionamento molto
maggiore. A sua volta, questo permette una efficace eliminazione di buona parte
del rumore originario ed a ciò il profilatore deve la sua esistenza nel mondo reale.
I profilatori si dividono in due categorie a seconda delle frequenze radio impiegate.
Il primo tipo, che permette misure a quote molto elevate, ha un passo tra le
quote tanto grande da risultare di poca utilità nello studio del PBL. Il secondo tipo,
che opera a frequenze dell’ordine dei 915 Mhz, pari a quelli usate in vari RASS,
permette una risoluzione molto più fine del primo e, soprattutto, è caratterizzato
da una intensità di diffusione retrograda che cade praticamente a 0 sopra il PBL.La
quota z i può quindi essere stimata come quella che compete alla più alta misura di
velocità del vento (significativamente) maggiore di zero. Maggiori dettagli si possono
trovare in Chadwick e Gossard (1985) e Kropfli (1985).
2.8 ELABORAZIONE DI BASE DEI DATI
Nella stazione meteorologica individuata resta aperto ancora un problema: come
realizzare un Software che consenta:
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