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

3. ANALISI ENERGETICA DEL PLANETARY BOUNDARY LAYER—————————————————————————————————————Le leggi presentate descrivono la variazione del flusso di calore con la profondità e quindi anche lavariazione spazio-temperale della temperatura del suolo. Da esse è quindi anche possibile ottenere ilflusso di calore all’interfaccia aria-suolo G 0 = G(z = 0), di particolare interesse nello studio del bilancioenergetico superficiale, oggetto del prossimo paragrafo. In Fig.3.10 viene presentato un andamentoreale di questo parametro, messo a confronto con la Radiazione Solare Globale e la Radiazione Netta.Non è semplice stimare il flusso di calore nel terreno e per farlo sarebbe necessario conoscere latemperatura del suolo, parametro raramente misurato. In Holtslag e van Ulden (1983) è stato propostoun metodo semiempirico che può essere impiegato anche se si dispone di poche informazioni. Talemetodo parte dal presupposto che lo strato d’aria e di vegetazione sopra la superficie terrestre abbianoun’elevata resistenza termica ed una bassa capacità termica. In tal caso il flusso di calore nel suolodeve essere strettamente correlato alla differenza di temperatura tra l’aria T r ad una quota diriferimento z r ed il suolo T 0 . Per tale ragione una parametrizzazione plausibile risulta essere la seguente:( T − )G = − A[3.62]GrT 0dove A G è un coefficiente empirico di trasporto termico nel suolo stimato dagli autori pari a circa 5W⋅m -2 ⋅K -1 . Tale valore è risultato in pratica soddisfacente sia nelle condizioni diurne che in quellenotturne. Il problema insito nell’impiego della (3.62) sta nella differenza di temperatura tra aria esuperficie del suolo, quest’ultima praticamente mai misurata di routine. Nelle ore diurne, le relazioni(3.45) e (3.46) portano ad una stima approssimata data dalla relazione seguente:C A= R[3.63]H GG34σTrnche può essere ulteriormente approssimata in:G = KR N[3.64]dove il valore per la costante K è compreso tra 0.1 e 0.4. Nelle ore notturne questa procedura non puòessere più applicata e si può procedere o stimando la differenza di temperatura tra aria e suolomediante la Teoria della Similarità o scegliendo per il coefficiente K della (3.64) il valore 0.5.3.5 BILANCIO ENERGETICO SUPERFICIALEConsideriamo il sistema fisico costituito dalla superficie terrestre e da ciò che la sovrasta (vegetazione,manufatti umani ecc.); tale sistema ha come disponibilità energetica la Radiazione Netta R N e perdesicuramente energia trasferendola al sottosuolo (G 0 ). Al suo interno esistono fonti energetiche ulteriori,come il calore derivante dalle attività umane (si pensi per esempio alle immissioni di calore che siriscontrano nei centri abitati e nelle zone industriali). Parte del calore disponibile verrà pureimmagazzinato da questo sistema fisico ed il calore che rimane verrà trasferito al PBL sia come calorevero e proprio, sia come vapor d'acqua che evapora dalla superficie terrestre. Se si trascura il calorederivante dalle attività umane, l'avvezione ed eventuali fonti come quella di tipo biologico, si ottiene ilbilancio energetico superficiale così espresso:Rn∂WG0 − QE− H =[3.65]∂t−0—————————————————————————————————————- 133 -