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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
sto caso si è visto sperimentalmente che sottovento alla linea di discontinuità che
separa zone a rugosità differente si genera un Strato Limite Interno (Internal
Boundary Layer IBL) che separa la parte di aria sottostante, adattata più o meno
alla nuova situazione territoriale, dalla parte di aria superiore che ancora ricorda le
caratteristiche del territorio incontrato sopravvento. Di questo fenomeno già si
è trattato e per i dettagli si rimanda al punto 2.6.2. In pratica la quota di misura
dovrà essere congruente col fetch caratteristico del luogo determinabile con le
(2.117). In termini pratici, il punto di misura dovrà stare ad una quota z tale che z
≤ 0.1 . δ(x f ). Se non si conosce la rugosità superficiale, è possibile anche utilizzare il criterio
seguente, molto più approssimato: z non può essere maggiore di x f /100.
Un’ipotesi che normalmente non si verifica nella realtà è che le linee di flusso
del fluido siano regolari e che l’asse x rispetto a cui sono riferite le misure del
vento sia diretto lungo la direzione media del flusso d’aria. In primo luogo è evidente
che l’anemometro non può continuamente muovere il proprio sistema di
riferimento seguendo il costante variare della direzione media del vento e pertanto
è inevitabile che le sue misure vengano realizzate rispetto ad un sistema di
riferimento cartesiano fisso nello spazio e nel tempo (il sistema di riferimento strumentale),
normalmente coincidente col sistema di riferimento meteorologico in
cui x è diretto nella direzione E-W (positivo verso E), y è diretto nella direzione
S-N (positivo verso N) e z nella direzione Basso-Alto (positiva verso l’alto).
Il problema principale è che spesso le linee di flusso non sono né semplici né
regolari, soprattutto in presenza di orografia, anche poco marcata. Quando capita
ciò (e questa situazione è molto più comune di quanto si possa pensare) è
necessario cercare un sistema di riferimento più appropriato. Una presentazione
abbastanza dettagliata di questo tema si può trovare in Kaimal e Finnigan (1994).
E’ intuitivo che un sistema di riferimento appropriato per analizzare le misure
del vento potrebbe essere un sistema di riferimento cartesiano locale (x,y,z) con
l’asse x parallelo alla linea di flusso che passa per il punto di misura (linea di flusso
che però cambia col tempo). In questo modo, se u è la componente istantanea
rispetto a x, v è la componete rispetto a y e w è la componente rispetto a z,
u sarà esattamente uguale alla velocità media del vento nel punto di misura e
v=w=0, quindi, le componenti cartesiane in questo nuovo sistema del vettore
istantaneo vento nel punto di misura saranno (u + u’,v’w’). Dal punto di vista
pratico sarà necessario realizzare alcune rotazioni del sistema di riferimento ed
in particolare:
• si realizza una prima rotazione degli assi x e y attorno a z, producendo un
nuovo sistema x 1 , x 1 , z 1 per cui v 1 = 0. L’angolo di rotazione sarà:
• si effettua una nuova rotazione di x 1 e z 1 attorno a y 1 ,producendo un nuovo
sistema di riferimento x 2 , y 2 , z 2 .L’obiettivo è quello di rende nullo w 2 =0 e questo
si realizza con un angolo di rotazione pari a:
180
A questo punto x 2 risulta parallelo alla direzione del vento medio, però y 2 e z 2
presentano ancora una direzione che dipende dal sistema di riferimento strumentale.
In pratica si risolve questa indeterminazione operando una nuova rotazione
(Kaimal e Finnigan, 1994). Per maggiori dettagli sull’argomento si rimanda
a Sozzi e Favaron (1996);Aubinet e al. (1998) dove è possibile anche trovare