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

9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————Fig. 9.39: radiometro netto di nuova costruzioneIn pratica, il radiometro netto è costituito da due piranometri (di solito a termopila) affacciati in direzioniopposte. Anche in questo caso, i dettagli sui principi fisici su cui si basa il funzionamento di talestrumento possono essere trovati in Hinzpeter (1982). La principale differenza tra il Radiometro Nettoed il piranometro sta nel fatto che il Radiometro Netto, dovendo misurare anche la componente ad ondalunga, deve utilizzare superfici protettive ad essa trasparenti. Di regola, tali superfici sono costituite dapolimeri, capaci di far passare le componenti ad onde lunga e corta della radiazione e, nel contempo,abbastanza resistenti da proteggere efficacemente gli elementi sensibili. Una soluzione molto adottataconsiste nell’adozione di calotte in polietilene, che però sono estremamente fragili e presentanofrequenti rotture in esercizio a causa o della grandine o della pioggia molto forte o dell’azione degliuccelli. Attualmente è disponibile un Radiometro Netto privo di cupole, sostituite da coperture rigide insilicone, molto più resistenti (Fig.9.39). Le accurate sperimentazioni fatte rilevano che il grado diprecisione di questo sensore è leggermente inferiore a quello presentato da un buon Radiometro Nettoa cupole, anche se decisamente accettabile.9.8.6.3 Alcuni elementi fisici sui radiometriRimandando come detto a Hinzpeter (1982) per i dettagli sulla Fisica su cui si basa il funzionamento deivari radiometri, qui di seguito è comunque conveniente presentare alcune considerazioni di tipodidattico. Se consideriamo un radiometro netto, nella sua essenza lo possiamo vedere come un disco diridotte dimensioni, di colore nero e di spessore d di alcuni millimetri, in cui è annegata una termopilache, di fatto produce una tensione elettrica funzione della differenza tra la temperatura della superficiesuperiore T t e quella della superficie inferiore T b . Immaginiamo che sulla superficie superiore del discosia in arrivo la radiazione (ad onda lunga e ad onda corta) Q↓, mentre sulla superficie inferiori arrivi laradiazione Q↑ (sempre ad onda lunga e ad onda corta). Dato che il calore non si può accumulareindefinitamente entro il disco, dopo un transitorio iniziale, sarà necessario che sia rispettato il seguentebilancio energetico:4aQ ↓= ε σT+ h Tt4aQ ↑= ε σT+ h Tabtb( − T )ta( − T )ba( T − T )t b+ kdTt− Tb− kd( )4 4( Q −Q↑) = aQ = ( T − T ) + h( T − T )( T − T )[9.63a][9.63b]* t b↓ εσt b t b+ 2k[9.63c]din cui a è il coefficiente di assorbimento, ε=ε t =ε b è l’emissività delle superfici, T a è la temperaturadell’aria, h è il coefficiente di scambio termico convettivo e k è la conducibilità del materiale checostituisce il disco. Se la differenza T t -T b è molto inferiore a T t e T b (cosa che normalmente è, visto che———————————————————————————⎯⎯————————- 379 -