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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
Gli inquinanti emessi nello SBL si disperdono relativamente poco in verticale e
maggiormente in orizzontale, dando luogo in situazioni di vento debole a tipiche
oscillazioni orizzontali chiamate meandering. La ridotta estensione verticale del SBL
può produrre fenomeni particolari e spesso pericolosi. Se la ciminiera da cui fuoriescono
i fumi emette al di sopra del SBL (o, che è lo stesso, i fumi per la spinta
di galleggiamento superano tale quota), si ha una situazione per cui il pennacchio
di fumo galleggia al di sopra del SBL senza essere in grado di raggiungere il suolo
e quindi producendo al suolo livelli di concentrazione praticamente nulli.Al contrario,
se la sorgente emittente è molto vicina al suolo, la ridotta capacità disperdente
dello SBL determina l'instaurarsi di fenomeni di forte inquinamento atmosferico.
A volte due ciminiere vicine con caratteristiche di emissione molto differenti
(una con fumi poco galleggianti e l'altra con fumi molto galleggianti), possono
avere ripercussioni profondamente differenti sul livello di inquinamento al
suolo. Lo sviluppo del SBL non è limitato alle sole ore notturne, ma lo si trova
anche di giorno ogni qualvolta il suolo è più freddo dell'aria sovrastante, situazione
spesso presente durante avvezioni di aria calda sul suolo freddo (fronti caldi) o
nei pressi delle coste.
2.1.3 Introduzione alla turbolenza del PBL
In Fig.2.14 è presentato l’andamento temporale della velocità del vento rilevato in
una situazione fortemente convettiva da un anemometro a risposta rapida.
Analizzando questa figura è possibile fare le riflessioni seguenti:
• la velocità del vento varia irregolarmente e questa è proprio una manifestazione
tipica della turbolenza. E' infatti questa caoticità che la rende differente da altri tipi
di moto.
• è possibile definirne un valore tipico (in questo caso una velocità media di 4.8 m •s-1 ).
• la velocità varia in un intervallo limitato, in altre parole c'è un'intensità della turbolenza
definibile e misurabile che nel grafico è data dallo spread verticale.
Sempre dal grafico, si può notare come tale variabilità cambi col tempo. Queste
caratteristiche portano alla consapevolezza che si possa usare il concetto di varianza
o di deviazione standard per quantificare l'intensità della turbolenza (in questo
caso la deviazione standard è pari a circa 2.7 m •s-1 ).
• è visibile una gran varietà di scale temporali sovrapposte. Si nota infatti come il
periodo tra due picchi piccoli di velocità sia dell'ordine del minuto. Picchi più
elevati si notano ogni 5 minuti circa.Altre variazioni indicano un periodo di 10
minuti. La più piccola variazione di velocità misurabile è di circa 10 secondi. Se
si trasforma ciascuna scala temporale nelle equivalenti scale spaziali rappresentative
dei vortici turbolenti più significativi (come meglio sarà chiaro, una volta introdotta
l'ipotesi di Taylor), si può concludere che sono visibili vortici di dimensione
compresa tra 48 e 2880 metri.
Fig.2.14:
andamento della velocità
del vento (Città del Messico,
14/9/1993 12LT,
anemometro triassiale
meccanico).
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