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

9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————da cui si nota che L dipende dalla densità dell’aria (che si può considerare costante), dallecaratteristiche geometriche del sensore (A) e dalle sue caratteristiche massiche (J). Per evidenziarequeste dipendenze è interessante notare che per un anemometro con tre coppe L può anche esseredescritta dalla relazione seguente (Bush e al., 1982):ρcL = 6ρsα⎡ ⎛⎢1+ ⎜⎢⎣⎝rR2⎞ ⎤⎟ ⎥⎠ ⎥⎦[9.30b]dove ρ c ed s è la densità del materiale e lo spessore delle coppe e r è il raggio di una coppa suppostasferica. Da questa relazione si vede quanto sia difficile diminuire L e quindi migliorare la rispostadinamica dell’anemometro a coppe. In effetti in commercio esistono pochi anemometri ultraleggeri conL = 0.5m , un certo numero di anemometri con L = 1÷2m ed esistono ancora esemplari di vecchiodisegno con L = 15÷20m.OverspeedingL’equazione differenziale appena vista può essere ulteriormente raffinata tenendo conto delleosservazioni sperimentali. Ad esempio, è stato osservato che l’anemometro a coppe risponde piùrapidamente ad una variazione istantanea di velocità del vento se la velocità finale è maggiore dellainiziale: questo effetto può provocare una certa tendenza alla sovrastima in alcune situazioni di velocitàdel vento rapidamente variabile. Questo fenomeno, altamente indesiderato in micrometeorologiche, èindicato col termine overspeeding. La sua trattazione rigorosa è complessa e per questo si rimanda aKristensen (1998) e a Kristensen e Lenschow (1988). Nel caso di un anemometro con una buonarisposta angolare, tale fenomeno può essere quantificato, in prima approssimazione, con la relazioneseguente:2∆Uσu≤[9.31]2U Udove ∆U è l'overspeeding e σ u è la deviazione standard della velocità del vento.Osservazioni conclusiveL’anemometro a coppe, robusto, affidabile ed economico, ha da sempre costituito un valido supportonelle misure meteorologiche di routine, tuttavia il suo impiego in misure micrometeorologiche richiedemolta prudenza. Due sono gli aspetti importanti da considerare. Il primo si riferisce alla velocità di avviodell’anemometro. Se la velocità del vento non raggiunge tale soglia, l’anemometro non si pone inmovimento e quindi si registra un evento normalmente indicato come calma di vento, un chiaroartefatto dovuto all’incapacità del sensore di registrare la variabile di interesse. Ci sono situazioniclimatologiche in cui la presenza di calme di vento è estremamente frequente. Perché sia possibilerealizzare misure di vento in tali zone è imperativo utilizzare anemometri molto leggeri. Il secondoaspetto si riferisce alla capacità dell’anemometro di realizzare misure di interesse micrometeorologico,in cui è necessario stimare momenti di ordine superiore (varianze e covarianze). Ovviamente, se si èintenzionati ad usare un anemometro a coppe, almeno tale anemometro deve essere caratterizzato dauna valore di L estremamente basso. Comunque sarà poi necessario correggere con i metodi di tipospettrale la stima dei momenti, tenendo conto delle caratteristiche di risposta. Una trattazione piùrealistica, anche se molto più complessa la si può trovare in Kristensen (2000).———————————————————————————⎯⎯————————- 341 -