la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio
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MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI Anche in questo caso è necessario conoscere la deviazione standard della componente verticale del vento. Qualora tale parametro non risultasse misurabile, dovrà essere stimato impiegando le relazioni di Similarità descritte nel Cap. 2. Per lo studio della dispersione degli inquinanti si può usare in questo caso un modello stazionario con i parametri di dispersione definiti come descritto in precedenza, questo se si stanno considerando distanze non molto grandi. In caso contrario è opportuno utilizzare modelli non stazionari come modelli euleriani, lagrangiani puff o meglio lagrangiani a particelle. 9.2.3 Zone costiere In questo caso la situazione è molto più complessa per la presenza dell’interfaccia terra-mare. Fig.9.15: rappresentazione schematica della brezza di mare e di terra (da Oke,1987). Molte volte capita che durante le ore diurne la terraferma sia più calda del mare. In questo caso l’aria sopra la terraferma diminuisce la propria densità e si innalza. Ciò genera un flusso di aria dal mare verso terra (brezza di mare), bilanciato da un analogo flusso diretto dalla terra al mare, ma posto a quote superiori (Figg. 9.15a). Durante la notte, invece, la situazione si ribalta (brezza di terra). La superficie marina risulta più calda della terraferma e ciò determina una circolazione di brezza in direzione contraria a quella diurna (da terra verso il mare in prossimità della superficie e dal mare verso terra in quota).Tutto ciò è illustrato in Fig.9.15b. Se si considera la brezza di mare, si vede che il flusso turbolento di calore sensibile sulla terraferma a partire dalla linea di costa determina lo sviluppo di uno strato convettivo, piccolo in prossimità della linea di costa e progressivamente sempre più grande. Il suo limite superiore è costituito dall’altezza di rimescolamento che si riscontra a 20÷30 km dalla linea di costa. Questo strato, come visto al Cap.2, pren- 409
MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI de il nome di TIBL (Thermal Internal Boundary Layer).Si può vedere che il TIBL h(x): • è praticamente nullo in corrispondenza della linea di costa, • aumenta con la distanza dalla linea di costa secondo la relazione (Fig.9.16): dove x è la distanza dalla linea di costa: - H 0 è il flusso turbolento di calore medio sulla terraferma - γ è il gradiente di temperatura potenziale sopra il mare - U è il vento medio in prossimità del suolo. • raggiunge il valore dell’altezza di rimescolamento tipica della zona continentale a grandi distanze dalla costa stessa. Fig. 9.16: struttura del TIBL (Venkatram, 1988b) La dispersione da una ciminiera prossima alla linea di costa è piuttosto complessa. 410 Fig. 9.17: il fenomeno della fumigazione di una ciminiera (Venkatram, 1988b) Durante la brezza di terra, il plume si dirige verso il mare.Anche in questo caso si può usare un modello di dispersione di tipo stazionario con parametri di dispersione che debbono essere adeguati alla stabilità dell’atmosfera. Non è semplice determinare ciò e sarebbe opportuno misurare direttamente σ v e σ w in una stazione meteorologica posta nelle immediate vicinanze della linea di costa e dedurre da tali deviazioni standard il valore dei parametri σ y e σ z . Se non si ha questa possibilità, è conveniente assumere l’ipotesi che l’aria sopra la superficie
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MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI<br />
Anche in questo caso è necessario conoscere <strong>la</strong> deviazione standard del<strong>la</strong> componente<br />
verticale del vento. Qualora tale parametro non risultasse misurabile, dovrà<br />
essere stimato impiegando le re<strong>la</strong>zioni di Simi<strong>la</strong>rità descritte nel Cap. 2.<br />
Per lo studio del<strong>la</strong> <strong>dispersione</strong> <strong>degli</strong> <strong>inquinanti</strong> si può usare in questo caso un<br />
modello stazionario con i parametri di <strong>dispersione</strong> definiti come descritto in precedenza,<br />
questo se si stanno considerando distanze non molto grandi. In caso contrario<br />
è opportuno utilizzare modelli non stazionari come modelli euleriani,<br />
<strong>la</strong>grangiani puff o meglio <strong>la</strong>grangiani a particelle.<br />
9.2.3 Zone costiere<br />
In questo caso <strong>la</strong> situazione è molto più complessa per <strong>la</strong> presenza dell’interfaccia<br />
terra-mare.<br />
Fig.9.15: rappresentazione schematica del<strong>la</strong> brezza di mare e di terra (da Oke,1987).<br />
Molte volte capita che durante le ore diurne <strong>la</strong> terraferma sia più calda del mare.<br />
In questo caso l’aria sopra <strong>la</strong> terraferma diminuisce <strong>la</strong> propria densità e si innalza.<br />
Ciò genera un flusso di aria dal mare verso terra (brezza di mare), bi<strong>la</strong>nciato da un<br />
analogo flusso diretto dal<strong>la</strong> terra al mare, ma posto a quote superiori (Figg. 9.15a).<br />
Durante <strong>la</strong> notte, invece, <strong>la</strong> situazione si ribalta (brezza di terra). La superficie marina<br />
risulta più calda del<strong>la</strong> terraferma e ciò determina una circo<strong>la</strong>zione di brezza in<br />
direzione contraria a quel<strong>la</strong> diurna (da terra verso il mare in prossimità del<strong>la</strong> superficie<br />
e dal mare verso terra in quota).Tutto ciò è illustrato in Fig.9.15b.<br />
Se si considera <strong>la</strong> brezza di mare, si vede che il flusso turbolento di calore sensibile<br />
sul<strong>la</strong> terraferma a partire dal<strong>la</strong> linea di costa determina lo sviluppo di uno strato convettivo,<br />
piccolo in prossimità del<strong>la</strong> linea di costa e progressivamente sempre più<br />
grande. Il suo limite superiore è costituito dall’altezza di rimesco<strong>la</strong>mento che si<br />
riscontra a 20÷30 km dal<strong>la</strong> linea di costa. Questo strato, come visto al Cap.2, pren-<br />
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