Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...
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7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————Questa geometria determina una drastica riduzione della radiazione ad onda corta che raggiunge il suolo(come si vede in Fig.7.27) ed inoltre un intrappolamento di radiazione ad onda lunga emessa dalla basedella chioma. Per quanto riguarda, invece il bilancio energetico, non è facile determinare un andamentogenerale. L’unica cosa che si può dire è che normalmente il flusso turbolento di calore latente risultasuperiore al sensibile, come si può vedere nella Fig.7.28.7.3.4 FLUSSI SOPRA LA VEGETAZIONESe consideriamo i profili verticali delle principali variabili meteorologiche medie e degli altri indicatoridella turbolenza del PBL (come per esempio le varianze), notiamo che, detto h c l’estensione mediaverticale della vegetazione, a quote superiori a 2÷3h c (quest'ultimo valore è consigliato da Kaimal eFinnigan,(1994) la situazione è quella normalmente incontrata nel PBL con un suolo nudo e senzavegetazione. In effetti sono del tutto applicabili le relazioni di Similarità di Monin-Obukhov per il SL,purché in queste relazioni si sostituisca la quota z con (z-d). Va rilevato che anche in questo caso, neiprofili verticali della velocità media del vento, della temperatura potenziale (virtuale) e dell’umiditàcompariranno rispettivamente le lunghezze di rugosità z 0 , z h e z q che esprimono la capacità dellacanopy vegetale di assorbire o emettere rispettivamente quantità di moto, calore ed umidità.Fig 7.29: Coefficienti di diffusione turbolenta misurati e previsti dalla teoria della Similarità(Shuttleworth, 1989).———————————————————————————————————————- 257 -
7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIALI ETEROGENEE—————————————————————————————————————E’ interessante però considerare come varia z 0 . Se immaginassimo di avere inizialmente un suolo nudoe di inserirvi un numero sempre crescente di alberi con chioma, z 0 aumenterà fino al punto in cui lechiome si incominceranno ad unire tra loro dopo di che questo aumento cesserà perché si instaurerà uneffetto di schermo che riduce la capacità individuale delle piante di assorbire quantità di moto. Il valoremassimo assunto da z 0 sarà prossimo a h c /5.Alle quote tra h c e 3h c la situazione è di transizione, nel senso che si nota un lento scostarsi dei profilidal loro comportamento tipico entro il SL verso una situazione molto più complessa, tipica dello strato diaria esistente tra la vegetazione. Il sintomo più importante che si riscontra è l’aumento dei coefficientidi diffusione turbolenta K m , K h e K q , rispetto ai valori previsti dalla Similarità e pari rispettivamente a[ku * (z-d)⋅Φ m -1 ], [ku * (z-d)⋅Φ h -1 ] e [ku * (z-d)⋅Φ q -1 ]. Nella Fig.7.29 vediamo i valori misurati in questostrato in alcune campagne sperimentali messi a confronto con gli andamenti teorici dedotti dallaSimilarità.7.3.5 LA SITUAZIONE ENTRO LA CANOPY VEGETALEDa quanto appena detto ci si deve aspettare che la situazione entro la canopy sia molto diversa daquella prevista dalla Similarità. Dato che la copertura vegetale può essere la più varia, è convenienteconsiderare la situazione più studiata, rappresentata da foreste abbastanza omogenee con chioma alta.Una tale situazione è abbastanza rappresentativa anche di coltivazioni di mais e di cereali. Prendiamo inconsiderazione inizialmente il profilo verticale del vento medio, della covarianzacoordinate stream-line) e delle varianze σ u e σ w .u ' w'(ovviamente inFig.7.30: volume di mediazione per le variabili micrometeorologiche entro la canopy vegetale(Kaimal e Finnigan, 1994).Prima di analizzare i risultati disponibili è opportuno fare alcune considerazioni sopra il concetto dimedia. Vista la disomogeneità spaziale esistente entro la canopy vegetale, la media da adottare più cheuna media temporale sarà una media spaziale: in pratica, ad ogni quota z entro la canopy, si individueràuno strato sottile di aria parallelo al terreno e che si estenderà orizzontalmente in maniera da———————————————————————————————————————- 258 -
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