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

TEORIA DI BASE DELLA DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA
PBL indica chiaramente come la turbolenza sia la caratteristica principale di questa
parte di troposfera e ciò determina il fatto che il modello istantaneo del PBL
non sia usabile in pratica e a maggior ragione non lo sia neppure il modello istantaneo
della dispersione delle sostanze inquinanti.
3.1.2 Gli effetti della turbolenza
Si consideri un rilascio istantaneo e localizzato di una generica sostanza emessa nel
PBL, che chiameremo da qui in poi puff.Tale puff si troverà ad interagire con l’aria
circostante caratterizzata da uno stato di turbolenza più o meno elevato a seconda
del livello di convettività presente nel punto considerato. Se il PBL si trova in
situazioni stabili, la turbolenza risulta completamente costituita da vortici di piccole
dimensioni di origine meccanica e dovuti allo shear del vento.Tanto più elevata
è la stabilità tanto più piccole sono le dimensioni di tali vortici. Con l’aumentare
della convettività, accanto hai vortici generati per lo shear del vento, vengono a
crearsi anche vortici di dimensioni sempre maggiori, molto meno isotropi, che frequentemente
occupano l’intero ML.
Fig.3.2: interazione di un puff di inquinante con i vortici del PBL. (Seinfeld e Pandis)
Se un puff si trova ad interagire con vortici di dimensione caratteristica inferiore
alla propria, il puff ingloba (entrainment) i vortici di piccola dimensione, ingrossandosi
e diminuendo la propria concentrazione media proporzionalmente al proprio
aumento di volume (Fig.3.2a). In questo caso, osservando il puff potremmo concludere
che su di esso abbia agito una sorta di fenomeno di tipo diffusivo, che però
nulla ha che vedere con la diffusione molecolare. E’ consuetudine dire che il puff
ha subito un diffusione turbolenta, anche se a rigore questa affermazione non è corretta.
Se, invece, il puff si trova a dover interagire con vortici di dimensione molto
superiore alla propria, il puff viene praticamente spostato nella sua interezza,
seguendo il moto della struttura coerente finché quest’ultima non si dissolve
(Fig.3.2b). Quando, infine, incontra vortici di dimensione paragonabile alla propria,
il puff viene disperso (cioè aumenta il proprio volume inglobando aria) e distorto
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