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

MODELLI DI DISPERSIONE DI TIPO PUFF
lizza una diffusione turbolenta della nuvola.Tale aumento delle deviazioni standard
(e quindi tale aumento dimensionale del puff) dipende dalla sua età (dal
tempo, cioè, trascorso dalla sua emissione) e dal livello di convettività sperimentata
nei punti del PBL incontrati nel suo cammino. Questa struttura, come si è
visto capitare per il plume,avrà un’interazione col suolo e con la sommità del PBL
ed in qualche modo dovrà deformare la propria geometria per tener conto delle
riflessioni conseguenti a tali interazioni.
6.2 LA STRUTTURA LOGICA DI UN MODELLO PUFF
Ogni modello di questa famiglia prende come riferimento spaziale un dominio di
calcolo tridimensionale entro cui seguire e studiare l’evoluzione dei vari puff che
vengo emessi.Visto che la caratteristica principale di questa famiglia di modelli è
quella di non essere stazionari, è frequente il loro impiego nella simulazione della
dispersione di inquinanti a mesoscala e ciò comporta quindi che il dominio di calcolo
sia di molto superiore a quello tipico di un modello stazionario (gaussiano o
meno). Per semplicità e senza ledere la generalità della discussione, si può ipotizzare
che tale dominio sia un parallelepipedo regolare riferito ad un sistema di riferimento
cartesiano congruente con le consuetudini meteorologiche (si veda Cap.2)
e con i lati relativi allo spigolo SW paralleli agli assi coordinati. La frontiera inferiore
di tale dominio è costituita dal suolo che, a priori, potrà essere caratterizzato
anche da orografia piuttosto rilevante. In effetti molti modelli puff tengono conto
di ciò, tuttavia per semplicità espositiva non tratteremo questo problema per i cui
dettagli si rimanda a Scire e al. (2000).
Anche se lo studio della traiettoria dei puff non richiede una grigliatura del dominio
di calcolo, tuttavia per la determinazione delle concentrazioni al suolo dell’inquinante
che si sta considerando, è necessario poter disporre almeno di una griglia
bidimensionale localizzata alla superficie inferiore del dominio di calcolo (suolo) ai
cui nodi verrà stimata la concentrazione di inquinante dovuta a tutti i puff presenti
nel dominio ai vari istanti considerati.
Va comunque sottolineato che il funzionamento di qualsiasi modello puff è subordinato
alla conoscenza del campo di vento medio e del campo di turbolenza, campi
che potranno solo derivare dall’impiego esterno di opportuni modelli di PBL (prognostici
o diagnostici) i quali richiedono inevitabilmente una griglia di calcolo.
Essa potrà essere a priori qualsiasi, purché contenga il dominio di calcolo usato per
il modello puff.
Premesso ciò, il modello opera come segue:
• si considera una successione di istanti temporali t i , ciascuno separato da un intervallo
∆t a partire da un istante iniziale t 0 .∆t può essere più o meno piccolo a
seconda del livello di precisione desiderato nella simulazione;
• ad ogni istante t i deve essere noto il campo tridimensionale medio del vento in
tutto il dominio spaziale di interesse e si devono conoscere anche i parametri che
caratterizzano la turbolenza del PBL.Almeno in teoria, tali parametri sono costituiti
dal campo tridimensionale delle varianze delle tre componenti del vento,
dall’altezza della sommità del PBL e dai parametri che caratterizzano la turbolenza
nel SL;
• a ciascun istante t i si emette da ogni sorgente considerata (che in questa discussione
sarà di fatto una sorgente puntuale) uno o più puff ciascuno contenente una
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