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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
tre vale 1 a livello del suolo. Inoltre è evidente che le superfici corrispondenti a
valori di σ costanti non sono superfici piane, ma curve che tanto più ricalcano la
forma dell’orografia quanto più si riferiscono a valori di σ prossimi ad 1.
L’introduzione delle coordinate terrain-following richiede la riscrittura di tutte le
equazioni fin qui presentate ed in particolare la (2.141d) che risulta notevolmente
più complessa. Per ulteriori dettagli si rimanda a Sozzi e al. (2002).
Una volta formulato il problema che consiste nell’equazione (2.141d) o della sua
analoga scritta in coordinate terrain-followung, è necessario realizzare un’integrazione
numerica di tale equazione. Il problema non è semplice e non verrà trattato
in questa sede.Anche in questo caso si rimanda a Sozzi e al. (2002) per i dettagli.
Nell’esprimere la (2.141a) sono stati introdotti tre pesi α 1 , α 2 e α 3 , un peso cioè per
ciascuna componente del vento. Dato che non esiste a priori una ragione fisica per
cui le due componenti orizzontali del vento vengano trattate in maniera differente,
è normale porre α 1 = α 2 .E’stato poi introdotto il rapporto α, dato da α = α 1 /
α 3 . Dal punto di vista fisico questi parametri assumono il significato seguente: se αè
molto maggiore di 1, il campo di vento determinato con l’algoritmo mass-consistent,
di fronte ad una barriera posta sul terreno (una montagna per esempio) farà in
modo da prediligere uno scavalcamento dell’ostacolo stesso, piuttosto che un suo aggiramento.
Questo, come noto, è un tipico comportamento in situazioni convettive.
Viceversa, se α è molto minore di 1, si ha che gli eventuali ostacoli presenti lungo
il fluire del vento verranno prevalentemente aggirati, cosa piuttosto frequente in
condizioni stabili. Risulta dunque evidente che il valore attribuito a questi parametri
(moduli di precisione di Gauss) risulta determinante nella ricostruzione del
campo di vento mass-consistent. La determinazione dei valori appropriati per i tre
pesi è fondamentale per un modello di campo di vento. Quello che si può dire è
che essi dipendono sia dalle condizioni di stabilità del PBL sia dalla forma dell’orografia
presente. Per maggiori dettagli si faccia riferimento a Chino (1992), Ross
e al., 1988) e Moussiopoulos e al. (1988).
Il metodo con cui ricostruire il campo di vento iniziale, necessario per l’applicazione
dei metodi mass-consistent, non può essere del tutto generale e dipende fortemente
dal tipo di territorio che si sta considerando e dal numero e dal tipo di dati
disponibili. Si consideri il problema della ricostruzione del campo bidimensionale
delle componenti u e v nelle immediate vicinanze del suolo. Si immagini di avere
a disposizione M misure in altrettante stazioni meteorologiche S k , poste in prossimità
del suolo (diciamo a 10 metri dal suolo, come normalmente capita) nelle posizioni
(x k , y k ). Il problema da risolvere è la determinazione delle due componenti
orizzontali del vento in un generico punto del territorio P(x,y). Il metodo più semplice,
impiegabile con successo in situazioni piane e con uso del suolo sostanzialmente
uniforme in tutta la regione di interesse, è il metodo di Creessman, proposto
da Goodin e al. (1979). In pratica:
in cui i pesi W dipendono dalla distanza r tra il punto in cui si desidera l’interpolazione
ed il punto in cui è collocata la generica stazione di misura e sono dati dalla
relazione seguente:
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