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

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9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————campionamento). A sua volta tale frequenza di campionamento dipende dalla velocità di risposta deivari sensori. Normalmente i sensori presenti attualmente in una stazione meteorologica sono sia di tipoveloce che di tipo lento e ciò richiede, in generale, due frequenze di campionamento differenti. Alla lucedi quanto detto, il SW di stazione opererà nel modo seguente:- acquisirà dati meteorologici per un periodo di tempo pari a T;- detto f cl la frequenza di campionamento dei sensori lenti e f cv quella dei sensori veloci, acquisiràN 1 =f cl ⋅T dati da ogni sensore lento presente ed N 2 = F cv ⋅T dati da ogni sensore veloce;- alla fine del periodo elaborerà tutti i dati acquisiti;- li archivierà localmente e li predisporrà per un loro prelievo da parte del sistema centrale di controllo.InizializzazioneAllineamentoCreazione della Marca TemporaleAcquisizione dati dai Sensori Analogici eConversione in Unità di Misura Ingegneristiche.Verifica di validità dei dati ElementariAcquisizione Dati Anemometro UltrasonicoElaborazione Primaria e Verifica di ValiditàStima delle Grandezze Caratteristiche dellaTurbolenza del PBLCreazione dei Files di Trasmissione edaggiornamento degli Archivi LocaliFig. 9.52: struttura funzionale del SW di una Stazione Meteorologica.Si vede quindi che il SW presenta un Ciclo (loop) Primario che scandisce i vari periodi di mediazione.———————————————————————————⎯⎯————————- 399 -
9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————All’interno di tale loop si annida un loop secondario (che si ripeterà N 1 volte) corrispondenteall’acquisizione dei segnali lenti ed infine all’interno di quest’ultimo si collocherà un loop terziario (chesi ripeterà N 1 /N 2 volte) corrispondente all’acquisizione dei segnali veloci. Come è chiaro, perché tuttofunzioni è necessario che N 1 /N 2 sia un numero intero. Tutto ciò risulta chiaro nello schema di Fig.9.52che illustra i vari blocchi di cui dovrebbe essere costituito il SW di stazione. Qui di seguito verrannoanalizzati nel dettaglio tutti questi blocchi funzionali.9.11.1.1 InizializzazioneQuesta funzione viene eseguita all’atto dello start-up, cioè nel momento in cui il sistema acquisisce unaserie di informazioni indispensabili per il funzionamento. Senza entrare in una specificaimplementazione, qui di seguito vengono elencate le principali caratteristiche di tale blocco.Temporizzazione dell’acquisizioneAl sistema deve essere fornito il periodo di mediazione T, la frequenza di campionamento dei sensorilenti f cl e la frequenza di campionamento dei sensori veloci f cv .E’ opportuno che f cl non sia inferiore a0.1 Hz (preferibilmente 0.5 o 1 Hz), mentre, per quanto riguarda f cv , gli anemometri ultrasonici attualiassicurano valori superiori a 10 Hz, valore quest’ultimo consigliabile come buon compromesso. Ilsistema deve verificare che il rapporto f cv /f cl sia un numero intero. Se ciò è verificato, il SW, per ogniloop primario, realizzerà N 1 =f cl T cicli secondari di acquisizione dei sensori lenti e per ogni ciclosecondario realizzerà M=f cl /f cv cicli terziari di acquisizione dei sensori veloci.Per quanto riguarda il periodo di mediazione, va rilevato che a priori non ci sarebbero restrizioni al suovalore, se non che tale valore deve consentire di catturare il fenomeno meteorologico che si staanalizzando. Come visto però, in Micrometeorologia, T dovrà attestarsi nell’intervallo 15-60 minuti.Seguendo US-EPA (1987), è conveniente assumere come periodo di mediazione 60 minuti, anche sevalori usabili (meno frequentemente) sono 15 e 30 minuti.Curve caratteristiche dei sensoriConsideriamo inizialmente i sensori meteorologici convenzionali, come l’anemometro a coppe, il sensoredi direzione del vento di tipo vane, i termoigrometri, i barometri, i radiometri globali, i radiometri netti ed ipluviometri. Ognuno di essi, sia direttamente, sia dopo un condizionamento preliminare del segnale, puòessere visto come un produttore di un segnale elettrico analogico; frequentemente questo segnale è unatensione, ma non è raro incontrare segnali in corrente. Il SW di stazione deve quindi, in fase diinizializzazione, acquisire per ogni sensore una procedura che gli consenta ad ogni acquisizione ditrasformare un segnale elettrico nel corrispondente segnale meteorologico. Normalmente taleprocedura è costituita da due polinomi di grado non elevato (generalmente non superiore al quinto) e daun valore di soglia e funziona nel modo seguente:- sia V il generico segnale elettrico proveniente da un generico sensore,- sia V 0 il segnale di soglia,- se V > V 0 , allora la variabile meteorologica sarà data dal polinomio seguente:2345M = a + a V + a V + a V + a V + a V0 1 2- altrimenti, dal polinomio seguente:2 3 4M = b + b V + b V + b V + b V + b V0 1 233———————————————————————————⎯⎯————————- 400 -44555
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RINGRAZIAMENTICome in quasi tutte l
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INDICE⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
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1. INTRODUZIONE AL PLANETARY BOUNDA
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2. MODELLO MATEMATICO DEL PBL.—
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4. TEORIA DELLA SIMILARITÀ——
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6. LA STRUTTURA DEL PBL IN CONDIZIO
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7. IL PBL IN SITUAZIONI SUPERFICIAL
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