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

⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯6. LA STRUTTURA DEL PBL INCONDIZIONI DI OMOGENEITÀSUPERFICIALE⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯In questo Capitolo si espongono nel dettaglio le caratteristiche principali dello Strato Superficiale, delPBL convettivo e del PBL stabile. In particolare si tratteranno i punti seguenti:• la rugosità superficiale del suolo• il meccanismo di ripartizione dell’energia disponibile al suolo e il suo trasferimento al PBL,• le strutture coerenti e i flussi ascendenti e discendenti di aria entro il PBL convettivo,• l’evoluzione temporale dell’estensione verticale del PBL convettivo• la struttura turbolenta del PBL stabile• l’evoluzione temporale del PBL stabile.6.1 LO STRATO SUPERFICIALEEntro il PBL, sia nelle condizioni convettive che nelle condizioni stabili, è sempre individuabile unostrato, normalmente di estensione verticale ridotta e a diretto contatto con il suolo, chiamato StratoSuperficiale SL, in cui il profilo verticale delle variabili medie e dei principali momenti di ordinesuperiore è descrivibile mediante le Relazioni della Teoria della Similarità di Monin-Obukhov. Di ciò giàabbiamo parlato nei capitoli precedenti ed in questo capitolo cerchiamo di studiare con maggior dettaglioalcuni aspetti di particolare interesse legati al SL. In particolare, l’obiettivo è quello di definire in modopiù preciso la rugosità superficiale e la ripartizione tra flusso di calore sensibile e flusso di calorelatente dell’energia disponibile al suolo, costituita dalla differenza tra Radiazione Netta R N e Flusso diCalore nel Suolo G 0 .6.1.1 LA RUGOSITÀ SUPERFICIALENel SL il profilo verticale della velocità del vento, della temperatura potenziale media e dell’umiditàspecifica è descritto in maniera estremamente realistica dalla Teoria della Similarità di Monin-Obukhove le Relazioni di Similarità relative sono state studiate nel Cap.4. E’ interessante notare che, se ilparametro z/L tende a zero, tutti queste relazioni diventano sempre meno sensibili alla stabilità e siriducono ai tipici profili logaritmici. Ciò avviene non solo all’aumentare (in valore assoluto) dellalunghezza di Monin-Obukhov, ma anche al diminuire di z. In effetti, se consideriamo una situazionidebolmente convettiva (H 0 = 50 Wm -2 ) con u * pari a 0.5 ms -1 , vediamo che ad una quota di 2.3 m ilprofilo della velocità media del vento si scosta da quello logaritmico (adiabatico) di meno del 1%. Se,però, u * si riduce a 0.2 ms -1 , vediamo che tale quota scende a 3 cm. Come si vede, esiste sempre unostrato, più o meno esteso verticalmente, in cui tutti i profili delle variabili medie sono esprimibili conbuona approssimazione da relazioni di tipo logaritmico. Tale strato è noto col nome di dynamicalsublayer e in esso la velocità media del vento, la temperatura potenziale (virtuale) e l’umidità⎯⎯———————————————————————————————————- 199 -