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

MODELLI DI TIPO STAZIONARIO
Da quest’analisi risulta quindi evidente che la struttura del PBL convettivo è costituita
dall'alternarsi di due flussi verticali di aria:
• gli updraft caratterizzati da velocità verticali piuttosto elevate, ma che occupano
un'area del PBL piuttosto limitata,
• i downdraft che rappresentano le correnti d’aria discendenti e che sono caratterizzati
da velocità, in modulo, inferiori a quelle degli updraft, ma che occupano
uno spazio di PBL pari a circa i 3/2 di quella occupato dagli updraft.
Il fumo delle varie sorgenti presenti, esaurita la propria spinta di galleggiamento,
si trovano in balia di questa struttura vorticosa, ben rappresentata dall'alternanza
degli updraft e dei downdraft. E' quindi abbastanza intuitivo che la loro dispersione
non potrà seguire le regolari leggi gaussiane viste in precedenza, ma dovrà in
qualche modo adattarsi alle caratteristiche del PBL convettivo. Quello che fin da
subito ci si può immaginare è che:
• sicuramente dovrà andare in crisi il concetto di altezza di livellamento del baricentro
del pennacchio, concetto che sarà sostituito da un'evoluzione oscillante
dello stesso;
• sicuramente sulla verticale la distribuzione della concentrazione nel il pennacchio
non potrà essere gaussiana.
La teoria dei Modelli Ibridi dovrà trovare il modo più semplice per descrivere tutto ciò.
4.2.2 Alcune considerazioni teoriche e sperimentali
Le considerazioni fatte sulla struttura del PBL convettivo mostrano la complessità
del problema. E' quindi subito chiaro che il modello che andiamo cercando non
sarà molto tradizionale (cioè non si baserà rigidamente sulle relazioni consuete
della fluidodinamica), ma piuttosto si fonderà su una visione più statistica della turbolenza
e sull'interpretazione dei risultati sperimentali
4.2.2.1 Considerazioni statistiche
Per prima cosa è necessario riassumere quanto lo Teoria Statistica e l'Analisi di
Similarità hanno detto sulla dispersione degli inquinanti in un PBL convettivo.
Analisi Statistica
Nel Capitolo 3 è stata introdotta la Teoria Statistica di Taylor che, nonostante l’età,
rappresenta una felice intuizione ancora decisamente importante ai fini modellistici.
Riassumendo, secondo tale teoria la dispersione in una data direzione di una
particella in un fluido in condizioni di turbolenza omogenea e stazionaria è completamente
caratterizzata dalla propria funzione di autocorrelazione R L .Tale teoria
porta, in queste condizioni idealizzate, ad una relazione che, scritta per la dispersione
in senso verticale, risulta essere la seguente:
dove t è l’età della particella e τ è il time lag.Tale relazione possiede, come visto, due
comportamenti asintotici. Quando t è molto inferiore al Tempo Lagrangiano di scala,
si riduce alla seguente:
277