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

MODELLO LAGRANGIANO A PARTICELLE
• un flusso turbolento di calore sensibile di 250 Wm -2 ,
• una σ w data dalla relazione di Similarità σ w = 0.6w*
• un tasso dissipazione di energia cinetica turbolenta ε dato da ε = 0.6 w 3 */z i
• un’altezza del PBL pari a 1000 m.
La simulazione è stata condotta per un periodo di un’ora (3600 s) ripartito in
3600 sottoperiodi di 1 s ciascuno durante i quali vengono emesse 4 particelle per
ogni sottoperiodo, cui viene attribuito un valore casuale iniziale della componente
verticale w della velocità della particella. In ogni sottoperiodo ogni particella
attiva (quelle di nuova generazione e quelle generate nei sottoperiodi precedenti)
viene trasportata lungo l’asse x in funzione della velocità del vento presente
alla quota della particella considerata e viene spostata lungo l’asse z in base
al valore di velocità verticale w posseduto correntemente dalla generica particella.
Ogni particella che raggiunge il suolo o la quota z i viene riflessa perfettamente.
Si è poi applicata una delle definizioni possibili di concentrazione (argomento
di cui si parlerà successivamente).A tal proposito, se si suddivide l’intero
spazio (bidimensionale) in celle regolari di dimensioni ∆x • ∆z, la concentrazione
di particelle in una cella sarà data da:
in cui x c e z c è la posizione del baricentro della cella e n c è il numero di particelle
che cadono entro tale cella. Inizialmente si è utilizzato per il coefficiente di
drift la formulazione tipica di una turbolenza omogenea e gaussiana e la distribuzione
spaziale della concentrazione risultante al termine del periodo di simulazione
è quella riportata in Fig.7.3.
Fig.7.3: simulazione dell’emissione di una sorgente al suolo
(modello di turbolenza gaussiana)
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Fig.7.4: simulazione dell’emissione di una sorgente al suolo
(modello di turbolenza non gaussiana)
Successivamente si è utilizzata la formulazione relativa ad una turbolenza sempre
omogenea ma non gaussiana ed i risultati di concentrazione ottenuti sono quelli
riportati in Fig.7.4. Come si può notare, i due modelli non sono equivalenti