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

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LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA L'ipotesi di Taylor può essere ritenuta valida quando si è sicuri che il vortice non subisca cambiamenti significativi nel transito per il sensore e quindi quando l'intensità della turbolenza è piccola rispetto alla velocità del vento. Quantitativamente, tale ipotesi risulta valida quando σ U
LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA Si consideri ora la (2.46) e se ne realizzi una discretizzazione nello spazio e nel tempo: Va rilevato che la posizione del vortice al tempo t i è x i e quindi T i = T k = T ik . Dalla relazione precedente si ha che: Se è valida l’Ipotesi di Taylor, a quale distanza x k+1 si viene a trovare la porzione di vortice avente una temperatura T k+1 = T i+1 (cioè pari alla temperatura rilevata dalla postazione fissa di misura all’istante t i+1 ) E’ facile verificare che: quindi ad una distanza sopravvento alla postazione pari a U •∆t. Nel caso specifico mostrato in Fig. 1.2a1, se si pone x 1 = 0, si ha quanto riportato in Fig. 1.15b.E’ facile rendersi conto che se si facesse transitare questa struttura termica senza deformarla (congelata, quindi) alla velocità media del vento attraverso il punto di misura, ciò che verrebbe rilevato è effettivamente quanto mostrato in Fig. 1.15a. 2.1.3.4 L’Energia Cinetica Turbolenta Per ogni particella d’aria dotata di velocità propria è definibile l'energia cinetica corrispondente che, se ci si riferisce ad una massa unitaria, è data da: dove le componenti del vento considerate sono le componenti istantanee.Se si considera un intervallo di tempo di osservazione, è definibile un'energia cinetica media come: Applicando l’ipotesi di Reynolds, dalle relazioni precedenti risulta che: Il primo dei due addendi è l'energia cinetica media della particella, proprietà derivante dal moto medio della particella stessa, mentre il secondo addendo: 64 prende il nome di energia cinetica turbolenta e rappresenta l'energia cinetica che la particella incorpora a causa della turbolenza caratteristica del PBL. Questa grandezza, come si vedrà nel seguito, riveste una notevole importanza nella modellizzazione matematica del PBL.Va rilevato come i tre addendi nella (2.48d) altro non siano che le varianze delle tre componenti del vento. L’energia cinetica turbolenta varia nel tempo in accordo con una opportuna legge prognostica. E’ però importante fin da subito fare alcuni commenti in proposito. Il suo tasso di variazione in un generico istante ed in un punto qualsiasi del PBL deriva dalla somma di alcuni termini: - un termine di produzione meccanica legato agli stress di Reynolds ed allo shear del vento,
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