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

TEORIA DI BASE DELLA DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA
nacchio di fumo visto da lontano è sostanzialmente dovuto a questo processo;
• un trasporto irregolare dovuto alle strutture turbolente: nel caso di un pennacchio
di fumo, questo è il processo responsabile dell’irregolarità della sua forma
quando venga osservato da vicino e dello sparpagliamento del fumo attorno al
baricentro del pennacchio stesso.
Si è quindi di fronte ad un trasporto convettivo che, però, presentando molte affinità
col moto disordinato caratteristico della diffusione irregolare, viene detto diffusione
turbolenta. Se si adotta l’ipotesi di Reynolds per le componenti del vento u j = (u,v,w)
e per la concentrazione dei vari inquinanti presenti, la (3.2) diviene:
Va ancora una volta ricordato che quando si parla di media, a rigore ci si riferisce
ad un operatore media che rispetti le condizioni illustrate al Cap.2. La media di
insieme sarebbe una scelta teoricamente corretta, anche se dal punto di vista pratico
si deve ripiegare sulla media temporale o sulla media spaziale che però non
rispettano tutte le condizioni richieste. Se si media la (3.4), si ottiene l’equazione
seguente:
Il secondo termine di sinistra rappresenta il trasporto regolare di un inquinante dovuto
al moto medio dell’atmosfera e normalmente viene denominato termine avvettivo,
mentre nel secondo termine del membro di destra dell’equazione riconosciamo
il trasporto irregolare dovuto alle strutture turbolente presenti nel PBL. E’
quindi un termine di flusso e viene normalmente denominato termine diffusivo.Il
terzo termine di destra è di diffusione molecolare; il suo peso, anche in questo caso,
è decisamente trascurabile e nel seguito verrà completamente ignorato. Se si considera
attentamente la (3.5), trascurando per il momento il termine R i che rappresenta,
tra l’altro, le varie reazioni chimiche che hanno luogo tra il generico inquinante
considerato e gli altri presenti in aria, si notano alcune circostanze interessanti:
• l’equazione prognostica per la concentrazione media c i richiede la conoscenza dei
campi medi delle tre componenti del vento. Questo è il primo legame evidente
tra la (3.5) ed il modello matematico del PBL. Questo legame non è destinato a
creare particolari problemi dal punto di vista pratico, perché, di fatto, crea un
legame di subordinazione della (3.5) rispetto al modello di PBL deputato a fornire
il solo campo di vento medio.
• il termine diffusivo, invece, crea un legame decisamente più forte e complicato
con le variabili meteorologiche che, in qualche modo, deve essere realizzato al
fine di rendere effettivamente utilizzabile la (3.5).
Un modo per poter trattare in modo corretto il problema indotto della presenza
del termine diffusivo sta nel considerare nel loro complesso tutte le equazioni prognostiche
del PBL, cioè le equazioni per le componenti medie del vento, l’equazione
della temperatura potenziale media e dell’umidità e le equazioni di conser-
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