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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
generazione, come per esempio AERMOD, la struttura della turbolenza del PBL
risulta completamente descritta una volta che risultino noti nel punto di riferimento
del dominio di calcolo:
• la lunghezza di rugosità z 0 , caratteristica dell’intero dominio di calcolo stesso;
• la turbolenza di tipo meccanico, rappresentata dalla velocità di frizione u*;
• la turbolenza di tipo convettivo, caratterizzata dal flusso turbolento di calore sensibile
H 0 ;
• l’estensione verticale del PBL convettivo z i (normalmente indicata col termine di
altezza di rimescolamento), sia nelle ore convettive che nelle ore stabili.
Come risulta evidente, i modelli dispersivi stazionari di nuova generazione
richiedono correttamente tutti gli elementi identificativi di un PBL monodimensionale.
Il problema che nasce con il loro utilizzo è che non sempre le variabili
sopra indicate sono realmente disponibili in pratica. Più frequentemente
sono disponibili solo misure meteorologiche tradizionali come:
• la velocità e la direzione del vento ad una quota di riferimento (normalmente
a 10 metri dal suolo);
• la temperatura e l’umidità relativa nei pressi del suolo;
• la radiazione globale;
• la radiazione netta, anche se quest’ultima variabile frequentemente è assente
nella stazioni meteorologiche tradizionali.
Si presenta quindi il problema di realizzare una stima dei parametri che caratterizzano
la turbolenza atmosfera a partire da queste semplici e limitate misure
meteorologiche. Come si è visto, questo problema non risulta particolarmente
complesso, essendo disponibili metodi di stima abbastanza accurati, per lo meno
in situazioni non patologiche.
Per quanto riguarda, invece, i modelli dispersivi stazionari di vecchia generazione,
di cui ISC3 è un esempio tipico, la situazione è molto diversa.Tutti questi
modelli, per descrivere lo stato di turbolenza del PBL, usano un parametro sintetico,
noto col nome di Categoria di Stabilità Atmosferica, che pretende di classificare
in 6 classi tipiche tutte le possibili configurazione del PBL, siano esse convettive
che stabili, e che non deriva da considerazioni di natura micrometeorologica, ma
solo dall’osservazione della forma dei pennacchi di fumo emessi da ciminiere
elevate. In effetti negli anni ’60 e ‘70 sono state realizzate numerose campagne
sperimentali negli USA volte a classificare le varie forme dei pennacchi emessi
da ciminiere elevate (prevalentemente da centrali termoelettriche) e dall’analisi
della forma di questi pennacchi di fumo si è tentata una correlazione con le
principali variabili meteorologiche (ma non micrometeorologiche) disponibili.
Curiosamente tutto questo lavoro, tedioso e complesso, non ha in alcun modo
tenuto conto degli enormi progressi sulla conoscenza della turbolenza atmosferica
che proprio in quegli anni risultavano disponibili. Tradizionalmente, le 6
Categorie di Stabilità Atmosferica sono le seguenti:
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• sono previste tre Categorie, denominate A, B, C (o equivalentemente 1, 2, 3),
che rappresentano le situazioni convettive. La Categoria A rappresenta situazioni
molto convettive, con velocità del vento bassa e forte insolazione. La
Categoria B è una situazione che si presenta quando o la radiazione solare è
relativamente poco elevata o la velocità del vento (e quindi la turbolenza di