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

3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————considera l’orbita terrestre attorno al sole di forma circolare, si ottiene per l’Irradianza Solare allasommità dell’atmosfera il valore di circa 1370 Wm -2 . Tale valore non tiene conto di due fatti importanti.Il primo deriva dalla constatazione che l’orbita terrestre è ellittica e che quindi questo valore diirradianza varia col tempo. Il secondo fatto deriva dalla rotazione terrestre attorno al proprio asse.Tenendo conto di tutto ciò, si ottiene la relazione seguente che esprime l’evoluzione temporaledell’irradianza solare alla sommità dell’atmosfera:( Ψ)⎧S0⋅ f ⋅ sin se Ψ > 0E = ⎨[3.17a]⎩0se Ψ ≤ 0in cui S o è la costante solare (1370 Wm -2 ) ed f è la funzione che tiene conto dell’elitticità dell’orbitaterrestre data da:f = 1.000110+0.034221 cos do + 0.001280 sin do+ 0.000719 cos 2do + 0.000077 sin 2do [3.17b]con d pari al giorno giuliano e d o pari d o = π(d-1)/365.Per concludere, va ricordato che la radiazione solare presenta un picco spettrale attorno a lunghezzed’onda dell’ordine di 0.5µ; per questo viene denominata radiazione ad onda corta. Tale flusso↓radiativo è rivolto verso il suolo e normalmente viene indicato col simbolo R SW03.1.2.3 Irradianza in atmosfera ed al suoloIn assenza di nubi e di inquinamento rilevante, la radiazione solare che attraversa l’atmosfera viene inparte assorbita da alcuni suoi costituenti gassosi ed in parte diffusa (scattering) dagli stessi. D'altrocanto la radiazione ad onda corta che raggiunge il suolo viene riflessa e, quindi, ad una generica quota zsi avrà un flusso radiativo ad onda corta rivolto verso il bassocorta, rivolto verso l'alto↑RSW.↓SW.R ed un altro flusso, sempre ad ondaL'assorbimento della radiazione solare che fluisce verso il suolo è causato principalmente dallapresenza in atmosfera di alcuni gas come il vapor d'acqua, la CO 2 e O 2 ; tra essi, comunque, ilprincipale assorbitore di radiazione solare è sicuramente il vapor d'acqua. L’effetto di tali gas sullospettro solare rilevato al suolo lo si può vedere sempre nella Fig.3.5. Inoltre nella Fig.3.6 vienepresentato il coefficiente di assorbimento in funzione della lunghezza d’onda della radiazione per i varigas presenti in atmosfera.L'obiettivo che ora ci si pone è quello di stimare come la radiazione solare ad onda corta vengaattenuata nel passare attraverso l’atmosfera. Per fare ciò (Pielke, 1984), per prima cosa si consideriuna generica colonna d'aria di sezione unitaria che si estende dalla generica quota z alla sommitàdell'atmosfera (idealmente ad una quota infinita, caratterizzata da una pressione nulla). La massa totaledi vapor d'acqua presente in tale colonna sarà pari a:W∞( z) = ∫zρ dz'[3.18]—————————————————————————————————————- 115 -