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

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
Fig.2.20: Irradianza monocromatica di corpo nero per due temperature tipiche.
Se R 1 è il raggio della sfera che emette la radiazione e R 2 è il raggio di una sfera
concentrica alla prima e di dimensioni maggiori, la legge dell’inverso del quadrato della
distanza dice che:
Se E 1
* = 63.28 •106 W m -2 e R 1 = 6.96 •105 km (raggio di sole), su una sfera con R 2
=149.6 •106 km (raggio dell’orbita terrestre), E 2
* è pari a 1370 W m -2 : si vede quindi
che l'energia solare giunge alla superficie terrestre ridotta di un fattore 2.16 •10-5 .
Se si schematizza la propagazione della radiazione da un corpo sferico con un
insieme di raggi (o percorsi luminosi rettilinei) che partono dal centro della sfera,
l’irradianza è l’ammontare di energia che nell’unità di tempo attraversa una superficie di area
unitaria posta perpendicolarmente al raggio stesso. Se la superficie non è perpendicolare
al raggio, l’irradianza che raggiunge tale superficie risulta ridotta secondo quanto
previsto dalla legge del seno:
dove Ψ è l’angolo di elevazione solare.
Fin qui si sono considerati solo corpi neri, tuttavia nel PBL non si incontrano mai
veri corpi neri, ma solo corpi caldi il cui comportamento si scosta più o meno dal
comportamento teorico del corpo nero (corpi grigi). Si consideri un generico corpo
reale ad una data temperatura e la radiazione da esso emessa ad una lunghezza d’onda
λ. Sia E * λ l’irradianza prevista dalla legge di Planck e E λ l’irradianza propria del
corpo in esame. Si definisce emissività e λ il rapporto:
che rappresenta la frazione di radiazione di corpo nero emessa realmente dal corpo.
Si definisce, invece, coefficiente di assorbimento a λ la frazione di radiazione, incidente
su una superficie, che viene assorbita dal corpo stesso ad una data lunghezza d’onda.
La legge di Kirchhoff afferma che, per un dato corpo ed una lunghezza d’onda, il
coefficiente di assorbimento è uguale alla emissività, cioè che:
Per trasparenza di un corpo si intende il fatto che una porzione di energia incidente
(al limite tutta) viene trasmessa al suo interno. E’ quindi possibile definire un coefficiente
di trasmissione t λ come quella frazione di radiazione incidente a lunghezza
d’onda λ trasmessa attraverso il corpo. Se una parte di radiazione è trasmessa attra-
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