Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...

3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————da cui si vede come l’emissione specifica di un corpo sferico decresca molto rapidamente conl’allontanarsi dal suo centro. In particolare, se E 1 * = 63.28⋅10 6 W m -2 e R 1 = 6.96⋅10 5 km (raggio di sole),su una sfera con R 2 =149.6⋅10 6 km (raggio dell’orbita terrestre), E 2 * ammonta a 1370 W m -2 : si vedequindi 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 (opercorsi luminosi rettilinei) che partono dal centro della sfera, l’irradianza è l’ammontare di energiache nell’unità di tempo attraversa una superficie di area unitaria posta perpendicolarmente alraggio stesso. Se la superficie non è perpendicolare al raggio (Fig.3.2), la radiazione specifica cheraggiunge tale super4ficie risulta ridotta, secondo quanto previsto dalla legge del seno:( Ψ)*E ' = E sin[3.6]dove Ψ è l’angolo di elevazione.ψFig.3.2: irradianza su una superficie non perpendicolare.3.1.1.4 Assorbimento, riflessione e trasmissioneLe relazioni che descrivono l’emissione di radiazione elettromagnetica, forniscono l’emissione massimapossibile, cioè quella caratteristica del corpo nero, in pratica quella caratteristica di una cavitàinteramente occupata dal campo elettromagnetico. Le relazioni proposte valgono, quindi, quando ilcampo elettromagnetico intrappolato nella cavità raggiunge l’equilibrio con gli atomi che costituiscono lepareti. Nello studio del PBL non si incontrano mai veri e propri corpi neri, ma solo corpi caldi il cuicomportamento si scosta più o meno dal comportamento teorico del corpo nero.Si consideri un generico corpo reale ad una data temperatura e si analizzi la radiazione da esso emessaad una data lunghezza d’onda λ. Sia E* λ l’irradianza prevista dalla legge di Planck e E λ l’irradianzapropria del corpo in esame. Si definisce emissività e λ il rapporto:e = E E[3.7]λλ*λche 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 unasuperficie, che viene assorbita dal corpo stesso ad una data lunghezza d’onda. La legge di Kirchhoffafferma che, per un dato corpo ed una data lunghezza d’onda, il coefficiente di assorbimento è ugualealla emissività, cioè che:—————————————————————————————————————- 110 -