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

MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI
• un vento perpendicolare al canyon con velocità U=A•cos(θ) (di tipo vorticoso)
• un vento V=A•sin(θ) che genera un moto coassiale con il canyon.
Con A si é indicato il modulo della velocità del vento sopra il canyon e con θ l’angolo
tra l’asse del canyon e la direzione del vento.
9.1.1 Modelli complessi di dispersione degli inquinanti
Nelle simulazioni più spinte della dispersione degli inquinanti in un canyon urbano
vengono impiegati normalmente metodi di tipo euleriano (Lee e Park, 1994; Baik
e Kim, 1999a; Chan e al., 2002) che:
• inevitabilmente ricostruiscono sia la fluidodinamica caratteristica del canyon sia la
distribuzione degli inquinanti;
• limitano l’indagine ad un dominio bidimensionale (il piano trasversale al canyon)
ipotizzando di fatto un canyon di lunghezza infinita.
Le relazioni fluidodinamiche che descrivono le variabili meteorologiche sono già
state introdotte al Capitolo 4.Ad esse si deve aggiungere l’equazione che esprime
il bilancio dell’inquinante che si sta studiando. Detta C la concentrazione media di
tale inquinante, tale relazione risulta pari a:
dove S è il termine di sorgente e K c è di diffusività turbolenta dato, per esempio, da:
in cui q è l’energia cinetica turbolenta. La presenza dell’energia cinetica turbolenta
e del suo tasso di dissipazione implica che il modello contiene anche le equazioni
prognostiche relative a queste variabili e le correlazioni semiempiriche che
ne consentono la chiusura.
Simulazioni di questo genere sono altamente realistiche e hanno fornito risultati
decisamente comparabili con le misure disponibili, sia in galleria a vento che a scala
reale. La loro potenza può essere ulteriormente aumentata abbandonando la limitazione
della geometria bidimensionale e realizzando simulazioni tridimensionali.
In questo caso è più frequente che a tale scopo vengano impiegati programmi fluidodinamici
general-purpose (CFD codes) come PHOENIX e FLUENT, che in realtà
sono ambienti informatici dedicati alla simulazione fluidodinamica, estremamente
flessibili e potenti.
Un’alternativa,poco seguita ma altrettanto valida,è costituita dall’impiego di modelli
Lagrangiani a Particelle (Lanzani e Tamponi, 1995), che però richiede un’ottima
conoscenza della distribuzione spaziale e temporale dei vari campi meteorologici e
micrometeorologici di interesse che possono derivare solo dall’impiego preventivo
di modelli fluidodinamici limitati alle variabili meteorologiche.
9.1.2 Modelli semplificati di dispersione degli inquinanti
Ciò che contraddistingue tutti i modelli introdotti in precedenza è la notevole realisticità
delle simulazioni che realizzano, ma anche la loro notevole complessità e la
necessità di rilevanti risorse di calcolo che limitano il loro uso all’analisi di un
numero limitato di scenari significativi. Essi quindi non sono strumenti operativi
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