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

6. LA STRUTTURA DEL PBL IN CONDIZIONI DI OMOGENEITÀ SUPERFICIALE.——————————————————————⎯⎯—————————————Fig.6.3: updraft e downdraft nel PBL convettivo (da Stull, 1989)Una volta raggiunta la sommità del PBL, alcuni updraft sconfinano nell’atmosfera libera sovrastante(overshoot) dove però incontrano aria caratterizzata da una temperatura potenziale superiore e quindisi trovano a possedere un galleggiamento negativo. Se potessero, si disperderebbe nell’atmosfera libera,ma ciò non è possibile per il bassissimo livello di turbolenza presente in questa zona dell'atmosfera.Pertanto l’unica cosa che possono fare è ridiscendere, trascinandosi dietro (e quindi inglobando) unaparte di aria dell’atmosfera libera (Fig. 6.4). Questo processo di entrainment a senso unico fa si checomplessivamente il PBL si espanda verticalmente e che aria meno turbolenta venga inglobata in ariaa maggior turbolenza che scende al suolo; qui il downdraft acquista tutta l’energia di cui ha bisogno perriprendere la salita. L’insieme degli updraft e downdraft costituiscono una circolazione che ha unascala orizzontale pari a circa 1.5 z i , dove z i è l’altezza del PBL.Fig. 6.4: fenomeno dell’overshoot di un vortice turbolento (da Stull, 1989).Una misura euleriana della componente verticale del vento entro il PBL deve evidenziare la presenzadegli updraft e downdraft, dato che i primi occupano una ridotta porzione di spazio ma hanno unavelocità ascensionale superiore, mentre i secondi occupano una porzione molto più vasta di spazio esono caratterizzati da velocità discente in modulo molto inferiori. Weil (1990) ha sviluppato unaparametrizzazione per la stima della velocità media degli updraft w u e downdraft w d , basata sia su datisperimentali rilevati con campagne aeree sia da risultati modellistici condotti con modelli di simulazionead altissima risoluzione, ottenendo i risultati seguenti:21 2( 1. 23) ⎥⎦ ⎤( z) = ( z) ⋅ 0.21Sk( z) + 0.5⋅0.18Sk( z)w⎢⎣⎡ +uσw[6.23a]⎯⎯———————————————————————————————————- 210 -