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

TEORIA DI BASE DELLA DISPERSIONE DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA
Tutto ciò suggerisce che, in queste condizioni, il campo di concentrazione può
essere ottenuto dall’equazione della diffusione in cui è presente la diffusività turbolenta
e non è presente esplicitamente il tempo di volo t della sorgente. In
generale tuttavia, essa dipende dalle proprietà turbolente del fluido.Viceversa,
considerando la (3.50b), si vede come le relazioni scritte siano del tutto generali
e nulla si assuma circa la forma della varianza. In generale si ha che:
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quindi il coefficiente di diffusività turbolenta effettivo dipende dal tempo di
transito dalla sorgente. Ciò comporta che K z nello stesso punto dello spazio avrà
valori differenti per due pennacchi provenienti da due sorgenti differenti, sopravvento al
punto considerato, cioè il coefficiente di diffusività turbolenta dipende dalla geometria della
disposizione delle sorgenti. Tutto ciò evidenzia la debolezza del concetto di diffusività
turbolenta e, a maggior ragione, la debolezza del tipo di modello che l’adotta, cioè
il modello euleriano a chiusura K.
3.4 OSSERVAZIONI CONCLUSIVE.
In questo capitolo si è visto come la dispersione degli inquinanti nel PBL sia
governata in maniera preponderante dalla turbolenza. Anche se, sia dall’approccio
Euleriano che da quello Lagrangiano, sono state ottenute relazioni di base
che descrivono matematicamente la dispersione degli inquinanti in aria, si è visto
tuttavia che tali relazioni non sono immediatamente utilizzabili per effettuare
simulazioni modellistiche e solo in situazioni altamente idealizzate sono state
ottenute soluzioni analitiche che, almeno in linea di principio, potrebbero essere
usate in pratica. Come si vedrà nel seguito, anche in questi casi le soluzioni
trovate, per quanto semplici, non possono essere usate immediatamente ed acriticamente,
salvo inserire alcuni elementi più o meno semiempirici che, a questo
punto, consentono di adattare la struttura dei modelli alla realtà sperimentale.
Ciò dà luogo ad una serie di modelli di dispersione degli inquinanti nel PBL
effettivamente usabili, ciascuno con le proprie caratteristiche e le proprie limitazioni.
Nella pratica corrente i modelli di dispersione devono rispondere ad alcune esigenze
che hanno determinato lo svilupparsi di classi di modelli ben precisi.
La prima esigenza da soddisfare è quella ingegneristica. Molto frequentemente è
necessario realizzare stime di prima approssimazione dell’impatto di un insieme
definito di sorgenti (emissioni industriali od urbane) sulla qualità dell’aria di un
dato territorio. Per questa attività sono necessari modelli ragionevolmente semplici
e veloci che consentano calcoli ripetuti spesso finalizzati ad individuare la
configurazione impiantistica che sia un buon compromesso tra l’impatto sull’ambiente
e l’economicità. In questi casi non è importante una precisione assoluta
nelle simulazioni e le ipotesi che hanno condotto alla soluzione gaussiana
stazionaria non paiono drammatiche. Da queste esigenze sono nati i modelli stazionari,
tanto famosi, ed in particolare quelli Gaussiani Stazionari. Questa classe
di modelli, che hanno fatto la storia recente della modellistica della dispersione
degli inquinanti in atmosfera, è molto numerosa, molto usata (spesso anche in
maniera scorretta) e molto celebre; tali modelli non possono risolvere tutti i problemi
di interesse, tuttavia la loro utilità è indubbia. Purtroppo spesso vengono
utilizzati anche in situazioni non appropriate, causando gravi problemi pratici.