Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...
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7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————7.1.5 PROFILI DELLE VARIABILI METEOROLOGICHE E TURBOLENZA NEL PBL MARINOLa misura dei profili medi delle principale variabili meteorologiche è estremamente difficoltosanell’ambiente marino e ad oggi i dati sperimentali disponibili sono veramente poco numerosi. Tuttavia,sulla base delle conoscenze attuali, è possibile affermare che è comunque individuabile nel PBL marinouno strato di ridotte dimensioni prossimo alla superficie del mare in cui sono applicabili le relazioni diSimilarità di Monin-Obukhov. L’unica avvertenza è ricordare che il flusso latente di calore è unelemento essenziale ed onnipresente nell'atmosfera marina e quindi nella definizione della lunghezza diMonin-Obukhov è indispensabile impiegare sempre la covarianza tra la componente verticale del ventoe la temperatura potenziale virtuale. I profili che comunque si instaurano entro il SL sono, nella maggiorparte dei casi, relativi a situazioni prossime all’adiabaticità, visto che nell’ambiente marino in generale ilflusso turbolento di calore sensibile è estremamente basso. Una delle eccezioni è costituita dallasituazioni in cui aria fredda di provenienza continentale scorre sopra aria marina più calda. Questo èuno dei casi in cui si instaura una differenza di temperatura aria-mare elevata e quindiproporzionalmente si viene a creare un flusso sensibile di calore rilevante.Fig.7.7: Profilo verticale di temperatura potenziale, temperatura potenziale virtuale ed umiditàin due situazioni poco convettive in ambiente marino (Nicholls e LeMone, 1980).Le poche misure di temperatura e di umidità fatte entro tutto il PBL in ambiente marino hannoevidenziato alcuni fatti importanti:• è molto frequente nell’ambiente marino che la sommità del PBL sia segnata dalla presenza dinuvole di vario genere (normalmente cumuli e stratocumuli) indicatori evidenti della forteevaporazione che ha luogo alla superficie marina;• l’attività nelle strato di entrainment è estremamente vivace, vista proprio la presenza delleformazioni nuvolose;• normalmente il PBL che ne risulta è quello tipico di situazioni solo leggermente convettive (comeillustrato in Fig.7.7), con un entrainment non molto evidente;• ci sono anche casi di forte convettività (legati ad avvezione di aria fredda su superfici marinecalde), in cui invece si ha un PBL molto simile a quello riscontrato in situazioni convettive sulla———————————————————————————————————————- 239 -
7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————terraferma (come si vede in Fig.7.8).Fig.7.8: profilo verticale di temperatura potenziale e di umidità (in condizioni di forteconvettività) in ambiente marino (Wyngaard e al., 1978).Fig. 7.9: relazione di Similarità per la deviazione standard della componente verticale del vento(Arya, 1987).Per quanto riguarda i profili delle altre variabili di interesse micrometeorologico (come le deviazionistandard delle componenti del vento e della temperatura) si dispone di un numero estremamente esiguodi evidenze sperimentali, che però di fatto confermano le Relazioni di Similarità ottenute sullaterraferma. In particolare, se si considera la σ w , i dati disponibili confermano la ben nota Relazione diSimilarità nel SL, ottenuta sulla terraferma, come evidenziato in Fig.7.9.7.2 IL PBL E LE DISCONTINUITÀ SUPERFICALI7.2.1 DISCONTINUITÀ NELLA RUGOSITÀ SUPERFICIALEUna situazione che frequentemente si incontra nel mondo reale è il succedersi continuo di superfici concaratteristiche morfologiche diverse. Si pensi per esempio ad una situazione di una grande prateriaconfinante con una zona urbanizzata costituita da case sparse, strade ed altri edifici di piccola———————————————————————————————————————- 240 -
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7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————terraferma (come si vede in Fig.7.8).Fig.7.8: profilo verticale di temperatura potenziale e di umidità (in condizioni di forteconvettività) in ambiente marino (Wyngaard e al., 1978).Fig. 7.9: relazione di Similarità per la deviazione standard della componente verticale del vento(Arya, 1987).Per quanto riguarda i profili delle altre variabili di interesse micrometeorologico (come le deviazionistandard delle componenti del vento e della temperatura) si dispone di un numero estremamente esiguodi evidenze sperimentali, che però di fatto confermano le Relazioni di Similarità ottenute sullaterraferma. In particolare, se si considera la σ w , i dati disponibili confermano la ben nota Relazione diSimilarità nel SL, ottenuta sulla terraferma, come evidenziato in Fig.7.9.7.2 IL PBL E LE DISCONTINUITÀ SUPERFICALI7.2.1 DISCONTINUITÀ NELLA RUGOSITÀ SUPERFICIALEUna situazione che frequentemente si incontra nel mondo reale è il succedersi continuo di superfici concaratteristiche morfologiche diverse. Si pensi per esempio ad una situazione di una grande prateriaconfinante con una zona urbanizzata costituita da case sparse, strade ed altri edifici di piccola———————————————————————————————————————- 240 -
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