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

MODELLI DI DISPERSIONE DI TIPO PUFF
o quando si stanno analizzando rilasci di sostanze pericolose. In questo caso la
conoscenza del valor medio e, per esempio, della varianza della concentrazione,
consentirebbe anche di conoscere il livello di concentrazione corrispondente per
esempio al 98° o 99° percentile una volta definita una distribuzione di probabilità
(la più naturale in questo caso è la distribuzione lognormale).
6.8 MODELLI PUFF DI NUOVA GENERAZIONE
Sykes e al. (1998) hanno realizzato un modello puff di nuova concezione e di più
complessa struttura (SCIPUFF) che rivoluziona notevolmente la famiglia dei
modelli puff.Per prima cosa, SCIPUFF impiega come forma del campo della concentrazione
una distribuzione gaussiana generalizzata della forma:
dove on τ è stato indicato il tensore dei momenti statistici della distribuzione, i cui
elementi diagonali rappresentano le varianze nei tre assi coordinati e quindi la dispersione
in queste direzioni, mentre gli elementi fuori dalla diagonale danno conto
delle possibili deformazioni del puff derivanti dallo shear e da altre non omogeneità
atmosferiche. Per l’uso operativo della (6.17) è necessario specificare i vari
momenti statistici implicati che devono soddisfare alle relazioni seguenti in cui si
fa uso dell’operatore media spaziale indicato col simbolo < •>:
• Momento di ordine zero:
• Momenti del primo ordine:
• Momenti del secondo ordine
In pratica a questo modello è necessaria la conoscenza di 10 numeri che rappresentano
la massa del puff, le 3 coordinate che ne definiscono il centroide e le 6
componenti del tensore simmetrico τ. Sykes e al. (1998) hanno sviluppato un complesso
edificio teorico basato su una chiusura del secondo ordine in grado di ottenere
tali grandezze e la loro evoluzione nel tempo a partire dalla conoscenza delle
normali variabili meteorologiche e micrometeorologiche. Data la sua complessità,
si rimanda per i dettagli alla bibliografia citata. In pratica, tutto ciò porta a dire che
la teoria cui si è accennato consente a questo modello di fornire simulazioni corrette
della dispersione degli inquinanti anche in situazioni in cui siano presenti
notevoli disomogeneità nei campi meteorologici.
Comunque, la caratteristica e l’importanza principale di SCIPUFF consiste nel
fatto che tale modello presenta anche un aspetto probabilistico, rappresentato dalla
capacità di ricostruire in ogni punto del dominio di calcolo la varianza della concentrazione.
Per fare ciò, Sykes e al. (1998) hanno sviluppato un modello che si basa
sull’equazione euleriana che descrive l’evoluzione spazio temporale della varianza
della concentrazione. Non è possibile descrivere nel dettaglio in questa sede la
complessa teoria coinvolta e la metodologia che sovrintende alla sovrapposizione
del contributo alla varianza dei vari puff presenti, metodologia notevolmente complessa
vista la non linearità del fenomeno che preclude l’impiego dalla sovrapposizione
degli effetti.
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