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

MODELLI PER SITUAZIONI PARTICOLARI
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In generale, sarebbe consigliabile adottare la metodologia seguente:
• si realizzi una ricostruzione molto precisa della meteorologia e della turbolenza
nel dominio di calcolo con orografia complessa. Per fare ciò è necessario impiegare
un modello numerico di PBL e si deve considerare un dominio di calcolo
sufficientemente esteso contenente possibilmente anche una porzione di territorio
priva di orografia. Dovrebbero essere disponibili sia nelle zone orograficamente
complesse che nella zona pianeggiante anche misure meteorologiche
al suolo ed in quota (profili) indispensabili alla calibrazione del modello.
• una volta disponibile l’evoluzione spazio-temporale della meteorologia e della
turbolenza, per modellizzare la dispersione degli inquinanti dovrebbe essere
impiegato un modello non stazionario come un modello puff, un modello
euleriano o meglio un modello lagrangiano a particelle. Quest’ultimo è praticamente
l’unico in grado di simulare realisticamente situazioni di questa complessità.
Se, però, l’interesse è centrato su inquinanti chimicamente reattivi, l’unica
scelta possibile è il modello euleriano.
Questa metodologia non può essere usata quando non siano disponibili sufficienti
dati meteorologici per la ricostruzione della meteorologia e soprattutto
della turbolenza o quando è necessario studiare il comportamento di sorgenti
per lunghi periodi (cosa normale per sorgenti di nuova o prossima realizzazione)
senza, però, impegnare uno sforzo computazionale eccessivo. Per poter far
fronte a queste situazioni sono stati messi a punto alcuni metodi semplificati studiati
perché siano naturalmente inseribili in modelli stazionari (gaussiani o no).
9.3.1 Il metodo semplificato CTDMPLUS
Uno dei modelli semplificati più interessante e più realistico con cui trattare
domini di calcolo con orografia e in situazioni stabili è quello proposto ed
implementato da US-EPA nel modello dispersivo CTDMPLUS (Perry, 1992).
In sintesi, tale modello si basa sulle considerazioni seguenti:
• è possibile studiare teoricamente il flusso d’aria in una situazione ideale costituita
da una superficie piana con un’unica montagna di forma regolare (per
esempio di forma semi-ellissoidale) e in situazioni adiabatiche,
• realizzando simulazioni fisiche in laboratorio, si possono studiare le modifiche
che si vengono ad instaurare nel flusso di aria quando le situazioni sono convettive
o, soprattutto, stabili,
• si può stabilire una teoria semiempirica del flusso in questo caso ideale,
• si può stabilire una teoria semiempirica di dispersione degli inquinanti, però di
tipo stazionario, valida approssimativamente in questo caso ideale,
• si può modellizzare il territorio come una composizione di semiellissoidi,
• per ogni montagna ideale si può calcolare la dispersione degli inquinanti,
• si possono sovrapporre gli effetti derivanti da tutte queste montagne ideali.
Si può osservare rapidamente che le approssimazioni che questa strategia usa non
possono garantire un realismo certo nelle simulazioni.Tuttavia su tale strategia si
basa il modello USE. P.A CTDMPLUS, il più famoso nel calcolo della dispersione
di inquinanti in un terreno orograficamente complesso. Sulla base dei
risultati ottenuti, si può comunque affermare che, nonostante la relativa semplicità
del modello, i risultati che si ottengono non sono molto lontani dalla realtà.