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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
cise, fondate su misure realizzate prevalentemente all’interno della canopy vegetale,
sono state proposte da Lo (1989 e 1995) e da Zoumakis (1992 e 1993) a cui
si rimanda per i dettagli.
Un metodo basato sulle misure di velocità del vento è stato proposto da Stull
(1988) secondo cui, disponendo dalla misura della velocità del vento a 3 quote
differenti, il valore di d si ottiene risolvendo la seguente equazione in forma
implicita:
178
All’apparenza questo metodo sembra di semplice applicazione, tuttavia, perché
possa realmente produrre una stima di d,è necessario che la misura delle velocità
venga fatta con una precisione veramente molto elevata, soprattutto se le
quote di misura sono relativamente vicine.
2.9.2 Stima della turbolenza atmosferica
2.9.2.1 Metodo Eddy-Covariance
Il Metodo delle Correlazioni Turbolente (Eddy-Covariance Method ECM) è l’unico
metodo nel dominio del tempo che consenta la determinazione diretta dei
principali parametri che descrivono la turbolenza del PBL. Una stazione meteorologica
che consente l’impiego del metodo ECM deve possedere un sensore a
risposta rapida che misuri le tre componenti del vento e la temperatura (potenziale)
dell’aria θ o meglio la sua temperatura potenziale virtuale θ v .
Normalmente, in una stazione ECM il sensore principale è l’anemometro ultrasonico
triassiale. Inoltre, una stazione ECM deve essere dotata di un sistema di
interrogazione e di acquisizione delle misure elementari (polling) capace di
acquisire con un periodo di campionamento ∆t molto ridotto (0.1÷0.05 s) e quindi
con una frequenza di campionamento f m elevata (10÷20 Hz). Il metodo ECM
all’apparenza è molto semplice e si può presentare fondamentalmente nel modo
seguente. Si supponga di considerare un sito piano e regolare in cui le linee di
corrente del flusso d’aria siano regolari (cioè parallele alla superficie e rettilinee)
e di misurare in un periodo di mediazione T le tre componenti del vettore vento
(u,v,w) e la temperatura potenziale virtuale θ . Si supponga, inoltre che:
• il periodo T sia abbastanza lungo da consentire una stima statisticamente corretta
delle varianze e delle covarianze delle grandezze di interesse, però nel
contempo sufficientemente breve da consentire di ritenere stazionario lo stato
complessivo del PBL;
• in T il vettore vento e le altre grandezze siano misurate con la massima precisione
possibile da sensori ideali di ordine zero (o al massimo del primo ordine);
• si misuri il vento rispetto ad un sistema di riferimento cartesiano ortogonale tale che
l’asse x sia orientato lungo la direzione media del vento, che l’asse y sia collocato
nel piano orizzontale e perpendicolare ad x e che, infine, l’asse z sia verticale
al piano formato dagli assi x e y. La componente del vento nella direzione
x sia u, nella direzione y sia v e nella direzione z sia w. In questo sistema di
riferimento, per definizione, si ha che v = 0 e w = 0.
Ad ogni istante t, appartenente al periodo di mediazione T,ognuna delle variabile
di interesse (u,v,w, θ) può essere considerata la somma di un valore medio e di