Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...
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3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————aλ= e λ[3.8]Per trasparenza di un corpo si intende il fatto che parte (o tutta) dell’energia incidente su di esso vienetrasmessa al suo interno. E’ quindi possibile definire un coefficiente di trasmissione t λ definito come lafrazione di radiazione incidente con lunghezza d’onda λ che viene trasmessa attraverso il corpo.Se parte della radiazione viene trasmessa attraverso il corpo, una parte viene anche riflessa dal corpostesso. Pertanto è possibile definire riflettività r λ (normalmente indicata col termine di albedo) lafrazione di radiazione a lunghezza d’onda λ che viene riflessa dal corpo in esame. Per la conservazionedell’energia è necessario che:a r + t = 1[3.9]λ+λ λE' noto che a λ , , r λ , t λ variano al variare della lunghezza d’onda. Per esempio la neve fresca riflette circail 90% della radiazione incidente nella banda dell’ultravioletto e del visibile, ma molto poco nella bandadell’infrarosso. Per scopi pratici, invece di considerare una singola lunghezza d’onda, è anche possibileesaminare l’effetto complessivo su una banda più o meno vasta. Risulta quindi possibile definire uncoefficiente di emissività integrale ed un coefficiente di albedo integrale. In Tab.3.3 vieneriportato il valore di emissività integrale (riferito a 20°C) per alcune tipiche superfici naturali.Tipo di SuperficieEmissività IntegraleAcqua 0.86Ghiaccio 0.92Neve 0.99Vegetazione 0.94Terreno nudo 0.97Tab.3.3: alcuni esempi di coefficiente di emissività integrale.3.1.2 LA RADIAZIONE AD ONDA CORTA3.1.2.1 Alcune considerazioni astronomicheLa legge di Keplero asserisce che i pianeti del sistema solare si muovono attorno al sole su orbiteellittiche. La relazione tra il periodo di ciascuna orbita e la distanza media del pianeta dal sole è:Y3 2= a ⋅ R[3.10]dove a vale circa 0.1996, la distanza Y è espressa in giorni terrestri e R in 10 9 m. Nel caso della Terra,dato che il raggio medio dell’orbita terrestre è 149.6⋅10 9 m, il periodo è di 365.2 giorni, che è appunto ladurata corretta dell’anno terrestre.La Terra e la Luna ruotano attorno al loro comune centro di gravità con un periodo di 27.32 giorni. Inprima approssimazione il baricentro Terra-Luna segue un’orbita ellittica con un periodo di circa 365.2giorni come evidenziato nella Fig.3.3. La lunghezza del semiasse maggiore a dell’ellisse è 149.457⋅10 9m, mentre la lunghezza del semiasse minore b è 149.090⋅10 9 m. Il centro del Sole è posto in uno deifuochi dell’ellisse e la semidistanza tra i due fuochi c è di 2.5⋅10 9 m. Come si può notare l’orbita è molto—————————————————————————————————————- 111 -

3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————vicina ad essere un’orbita circolare. L’afelio è il punto dell’orbita in cui la distanza Terra-Sole è lamassima possibile (ciò che ha luogo il 4 di Luglio) ed il perielio è il punto dell'orbita in cui la Terra ed ilSole sono più vicini (ciò che capita il 3 di Gennaio). L’angolo ν tra il perielio e la posizione generica delbaricentro Terra-Luna sull’orbita (circa coincidente con la posizione del centro della Terra) vieneindicato col termine vera anomalia. Esso aumenta durante l’anno e raggiunge il minimo alla data delperielio (τ ). Si definisce anomalia media:M( t −τ) P= 2 π[3.11]dove t è il giorno,τ è il 3 di Gennaio e P è la durata dell’anno (365.25 giorni). Se si indica con ξl’eccentricità dell’orbita, definita come ξ = c/a (che nel caso in esame vale 0.0167), una relazionesemplice, ma approssimata, per determinare la distanza Sole-Terra in funzione del tempo, è la seguente:21−ξR = a[3.12]1+ξ cos( ν )Terra-LunaAfeliobSoledνPerielioaFig. 3.3: geometria dell’orbita terrestre.E' opportuno ricordare il concetto di latitudine e longitudine, concetti che consentono di localizzare inmaniera univoca ogni punto della superficie terrestre. Per una comprensione efficace dei due concetti èmolto più utile riferirsi alla Fig.3.4, autoesplicativa. Va solo ricordato che le latitudini sono positivenell’emisfero Nord e vanno da -90° a + 90°, mentre le longitudini sono positive ad Ovest del meridianodi Greenwich e vanno da -180° a +180°.Figura 3.4: Latitudine e longitudine.—————————————————————————————————————- 112 -

3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————vicina ad essere un’orbita circolare. L’afelio è il punto dell’orbita in cui la distanza Terra-Sole è lamassima possibile (ciò che ha luogo il 4 di Luglio) ed il perielio è il punto dell'orbita in cui la Terra ed ilSole sono più vicini (ciò che capita il 3 di Gennaio). L’angolo ν tra il perielio e la posizione generica delbaricentro Terra-Luna sull’orbita (circa coincidente con la posizione del centro della Terra) vieneindicato col termine vera anomalia. Esso aumenta durante l’anno e raggiunge il minimo alla data delperielio (τ ). Si definisce anomalia media:M( t −τ) P= 2 π[3.11]dove t è il giorno,τ è il 3 di Gennaio e P è la durata dell’anno (365.25 giorni). Se si indica con ξl’eccentricità dell’orbita, definita come ξ = c/a (che nel caso in esame vale 0.0167), una relazionesemplice, ma approssimata, per determinare la distanza Sole-Terra in funzione del tempo, è la seguente:21−ξR = a[3.12]1+ξ cos( ν )Terra-LunaAfeliobSoledνPerielioaFig. 3.3: geometria dell’orbita terrestre.E' opportuno ricordare il concetto di latitudine e longitudine, concetti che consentono di localizzare inmaniera univoca ogni punto della superficie terrestre. Per una comprensione efficace dei due concetti èmolto più utile riferirsi alla Fig.3.4, autoesplicativa. Va solo ricordato che le latitudini sono positivenell’emisfero Nord e vanno da -90° a + 90°, mentre le longitudini sono positive ad Ovest del meridianodi Greenwich e vanno da -180° a +180°.Figura 3.4: Latitudine e longitudine.—————————————————————————————————————- 112 -

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