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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
velocità del vento. Se tali variazioni sono sufficienti, si verrà a generare della turbolenza
come risposta a tale perturbazione. Subito dopo ha luogo il secondo processo
che comporta un rimescolamento verticale dell'atmosfera e quindi una parziale
soppressione della turbolenza con riduzione dei gradienti. Una descrizione
dettagliata dello schema di chiusura non locale è oltre gli scopi di questo lavoro.
Maggiori dettagli su questo e su altri schemi di chiusura non locale si possono trovare
in Sozzi e al. (2002).
2.3 ANALISI ENERGETICA DEL PBL.
Dal punto di vista energetico, il PBL è un'enorme macchina termica il cui combustibile
è la radiazione solare. Per comprendere i complessi scambi energetici che in esso
hanno luogo, è necessario studiare i singoli termini che concorrono a definirne il
bilancio energetico.
2.3.1 La Radiazione ad Onda corta (Solare)
2.3.1.1 La propagazione radiativa di energia
Il fatto che ogni corpo a temperatura superiore a 0K emetta energia sotto forma
di radiazione elettromagnetica e che tale energia possa trasmettersi attraverso il
vuoto fa del trasferimento radiativo il meccanismo di scambio energetico principale
per il PBL.Un’onda elettromagnetica consiste nella variazione dell’intensità di
un campo elettrico e di un campo magnetico tra loro ortogonali ed è caratterizzata
da una velocità di propagazione C o (m •s-1 ) pari alla velocità della luce (3 •108 m •s-1 ), da
una frequenza v (Hz = cicli •s-1 ) e da una lunghezza d’onda λ (m •ciclo-1 ) legata alle due
variabili precedenti della relazione λ •v=C 0. L’intero campo delle frequenze (o che
è lo stesso delle lunghezze d’onda) prende il nome di spettro, mentre si definisce
banda un suo intervallo che presenti caratteristiche particolari. Normalmente, lo
spettro della radiazione elettromagnetica si ripartisce nel modo indicato in Tab.2.2,
mentre in Tab.2.3 si analizza più in dettaglio la banda del visibile, cioè quella della
radiazione percepita dall'occhio umano, associando tipiche lunghezze d’onda ai
colori principali.
Per quantificare l’energia elettromagnetica emessa da un corpo caldo è conveniente
rifarsi ad un oggetto un po' particolare e molto ideale, chiamato corpo nero,in
pratica un oggetto che emette la massima radiazione possibile compatibile con la
propria temperatura.
Per un corpo nero, l’ammontare massimo di flusso radiativo monocromatico che
può essere emesso (Irradianza monocromatica di corpo nero,W •m-2 •µm -1 ) è dato dalla
legge di Planck:
dove c 1 e c 2 valgono rispettivamente 3.74 •108 W •m-2 •µm 4 e 1.44 •104 µm •, T è la temperatura
del corpo (K) e l’asterisco indica che ci si riferisce ad un corpo nero.
Nell’intervallo di temperatura tipico del PBL, la legge di Planck può così semplificarsi:
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