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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
sua posizione di equilibrio procederà con moto uniforme.
Si è quindi arrivati alla determinazione dei criteri di stabilità statica:
il PBL risulta staticamente Stabile,
il PBL risulta staticamente Neutro,
il PBL risulta staticamente Instabile
Questi concetti di stabilità, tipici della meteorologia generale, pur costituendo un
utile punto di riferimento da soli non sono sufficienti a descrivere quanto avviene
nel PBL,a causa della presenza della turbolenza atmosferica che nel PBL rappresenta
l'elemento più importante e caratterizzante. E’ interessante sottolineare, però,
che il gradiente verticale di temperatura potenziale influenza in maniera determinante
il tipo di moto di una particella entro il PBL.
2.1.2 Particolarità del PBL
2.1.2.1 Caratteristiche di un fluido viscoso
Teoricamente, i fluidi possono essere raggruppati in due categorie: fluidi viscosi e
fluidi non viscosi. Il moto di un fluido non viscoso è estremamente regolare e ordinato
e può essere visto come un insieme di strati adiacenti di dimensione infinitesima
che scorrono liberamente gli uni su gli altri senza attrito e ciò avviene anche tra il
fluido e una frontiera solida. In questo tipo di moto non ci può quindi essere rimescolamento
e tantomeno trasferimento di quantità di moto, di calore o di massa tra
gli strati mobili del fluido. L’unica possibilità di scambio la si ha solo lungo la direzione
del moto (streamline) e solo per avvezione. L’osservazione sperimentale del
PBL evidenzia immediatamente quanto poco ci sia in comune tra questo tipo di
moto e quello dell’atmosfera nei pressi del suolo.
Al contrario, nello studio del PBL è indispensabile considerare l'aria come un fluido
viscoso, un fluido cioè il cui moto è condizionato da una resistenza interna alla
deformazione, proprietà di tipo molecolare che prende il nome di viscosità.
Un’importante manifestazione degli effetti della viscosità è il fatto che le particelle
di fluido aderiscano alla superficie solida con cui si trovano in contatto e di conseguenza
non si ha alcun moto relativo tra il fluido e quest’ultima. Questa è la ben nota "noslip
condition",facilmente riscontrabile nel moto delle masse d’aria sopra la superficie
terrestre. La viscosità del fluido è quindi la causa dello sforzo di taglio tra strati
adiacenti di fluido, definito come quella forza per unità di superficie che determina
una variazione di velocità tra strati adiacenti (shear).
Fig. 2.3: moto unidirezionale di un fluido viscoso (Flusso di Couette).
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