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

MODELLI DI TIPO STAZIONARIO
Proprio per questa ragione, nella definizione dei due parametri dispersivi, sono
state adottate storicamente due metodologie differenti. La prima si riferisce alle
situazioni in cui siano noti i principali parametri della turbolenza atmosferica,
mentre la seconda si riferisce a tutte quelle situazioni in cui la conoscenza sullo
stato della turbolenza del PBL sia condensata nelle sole Categorie di Stabilità
Atmosferiche. Mentre la prima metodologia ha solidi fondamenti teorici, la
seconda è completamente semiempirica.
Metodologia basata sui parametri di turbolenza atmosferica.
Il punto di partenza di questa metodologia è costituito dalle relazioni ottenute
dalla Teoria Statistica di Taylor i cui dettagli sono stati presentati al Capitolo precedente.
In pratica si ammette che esista una relazione funzionale tra σ y e σ z e le
variabili seguenti:
• le deviazioni standard σ v e σ w (la prima a σ y e la seconda a σ z );
• il tempo di trasporto t dell’inquinante. In particolare, se si considera un punto ad
una distanza sottovento x rispetto alla sorgente e se il vento medio risulta pari
a U, il tempo di trasporto risulta pari a t=x/U;
• il livello di turbolenza dell’atmosfera, espresso in generale mediante i tempi
lagrangiani di scala T Ly e T Lz ed i parametri caratterizzanti la turbolenza dell’intero
PBL.
In pratica si ha che (Irwin, 1979):
I problemi legati all’impiego pratico delle relazioni precedenti sono di due tipi.
Il primo problema è connesso con la presenza della deviazione standard della
componente verticale e trasversale del vento. Le possibilità pratiche che si presentano
sono o la loro determinazione sperimentale (per esempio impiegando il
SODAR) o una loro stima basata sulla Teoria della Similarità, che richiede
comunque la conoscenza dettagliata della forzante meccanica u*,della forzante
convettiva H 0 e dell’estensione verticale del PBL z i .A questo proposito possono
essere impiegate le varie relazioni contenute nel Capitolo 2.
Il secondo problema sta nel dover definire la relazione funzionale per le Funzioni
Universali S y e S z . Molto lavoro sperimentale è stato condotto per individuare tali
rapporti funzionali, anche se finora non si è giunti a relazioni univoche. In linea
di principio, esse dovrebbero dipendere da molti parametri tra cui:
• l’altezza di equilibrio del plume (h m ),
• le caratteristiche del SL, sede delle principali forzanti della turbolenza atmosferica
(z 0 , u*,L),
• le caratteristiche della turbolenza della parte centrale del PBL (f, z i ,w*).
⇒ La Funzione Universale S y
Dal lavoro di Irwin (1979) e Nieuwstandt (1980) è possibile ottenere le correlazioni
seguenti:
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