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

MODELLI DI TIPO STAZIONARIO
4.1.2 I parametri di dispersione
Nel modello Gaussiano Plume l’effetto disperdente, condensato nelle due deviazioni
standard che compaiono nelle (4.6) e (4.7), è dovuto alla turbolenza atmosferica,
al galleggiamento (buoyancy) del plume (derivante dal fatto che il plume all’emissione
possiede una spinta di galleggiamento propria dovuta alla differenza di temperatura
con l’aria circostante) e ad alcuni effetti di scia indotti dalla presenza di
costruzioni poste attorno al punto di emissione. Il definire questi due parametri
nella maniera più realistica possibile consente naturalmente di ottenere simulazioni
sempre più vicine alla realtà. La storia del modello Gaussiano Plume e della sperimentazione
fatta negli ultimi decenni è stata molto spesso dedicata proprio a questo
argomento.
In assenza di effetti di scia indotti dalla presenza di edifici vicini, argomento di cui
ci si occuperà nel seguito, le deviazioni standard presenti nel modello Gaussiano
possono essere considerate la combinazione di:
• un termine che tiene conto degli effetti di galleggiamento del pennacchio
• un termine determinato dalla turbolenza atmosferica.
In pratica si ha che:
dove il pedice t indica il termine derivante dall'azione della turbolenza atmosferica
ed il pedice b sta ad indicare il termine che esprime l'effetto del galleggiamento
del pennacchio.
4.1.2.1 Il termine derivante dal galleggiamento
La dispersione del pennacchio non è dovuta esclusivamente all’interazione con l’aria
turbolenta del PBL, ma anche alla turbolenza che esso possiede all’emissione e
all’incorporamento di aria ambiente (entrainment) derivante principalmente dalle differenti
caratteristiche termiche e di movimento che esistono tra plume e PBL.
Descrivere tutto ciò è veramente complesso, tuttavia, seguendo quanto proposto in
Pasquill (1976), è possibile descrivere in termini semplificati tutto ciò. In effetti,
detto ∆h l'innalzamento del plume rispetto alla sommità della ciminiera ad una
generica distanza sottovento x, si ha che la dispersione laterale e verticale dovuta al
galleggiamento del pennacchio può essere descritta dalla relazione seguente:
Come si nota immediatamente, tale termine non è assolutamente trascurabile
quando si trattano camini caratterizzati da un elevato innalzamento del pennacchio.
4.1.2.2 Il termine derivante dalla turbolenza atmosferica
Il problema pratico che si presenta nella determinazione delle deviazioni standard
orizzontale e verticale dovute alla turbolenza atmosferica sta nel definire quali
misure meteorologiche debbano concorrere alla loro individuazione. E’ naturale
che tali deviazioni standard siano funzione delle deviazioni standard delle componenti
orizzontali (σ v ) e verticale (σ w ) del vento e questo lo afferma anche la Teoria
Statistica di Taylor (Par. 3.3); il problema è che spesso si ipotizza che tali misure non
siano in pratica disponibili, specialmente quando il modello Gaussiano viene
impiegato per scopi progettuali. In tali situazioni, la meteorologia nota è veramente
molto povera e quasi mai comprende la conoscenza della turbolenza del PBL.
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