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

MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI
9.1.2.3 Il modello CPBM
Un approccio innovativo è stato introdotto da Yamartino e Wiegand (1986) nel
loro Canyon Plume-Box Model CPBM. Le concentrazioni vengono calcolate
combinando un modello plume, che simula l’impatto diretto delle emissioni dagli
autoveicoli, con un modello a Box che rende conto dell’impatto addizionale
dovuto alla ricircolazione di inquinanti entro il vortice che si viene a creare nel
canyon. La circolazione media di aria all’interno del canyon è modellizzata, per
quanto riguarda le componenti U e W, col modello analitico di Hotchkiss e
Harlow (1973), mentre per quanto riguarda la componente longitudinale V è
stato adottato un profilo di tipo logaritmico con la quota. Per la determinazione
dei parametri della turbolenza σ u ,σ v ,σ w viene utilizzato un modello empirico
basato sulla turbolenza meccanica e termica misurata alla quota dei tetti, sulla
radiazione solare globale e sul numero dei veicoli in transito, di cui si tiene conto
anche del calore emesso.
Le caratteristiche principali del modello plume sono illustrate in Fig.9.9,dove si
vede come il plume venga ripartito in tre segmenti (P 1 , P 2 , P 3 ) che si assume
seguano traiettorie rettilinee e si disperdano in modo gaussiano. Il maggior
impatto lo si riscontra al lato leeward, per il contributo diretto del segmento P 1 .
Fig.9.9: visione schematica del sottomodello di vortice di CPBM
(Yamartino e Wiegand)
Il parametro di dispersione verticale è dato da:
398
dove H 1 è la dispersione iniziale del pennacchio, che dipende dalla forma e dalla
velocità dei veicoli. Il tempo di trasporto t è pari a x/u b dove u b è il valor medio
trasversale della componente trasversale del vento calcolata col modello di
Hotchkiss e Harlow alla quota di emissione e x è la distanza dalla sorgente.
Formule simili sono usate per i segmenti P 2 e P 3 , ma con valori appropriati per
i parametri di turbolenza e per la velocità dell’aria.
Il contributo alla concentrazione totale derivante dalla ricircolazione viene
determinato mediante un bilancio di massa entro il canyon,ottenendo la relazione
seguente: