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

⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯10. STIMA DEI PARAMETRI DELLATURBOLENZA ATMOSFERICA⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯In questo Capitolo vengono presentati nel dettaglio i metodi più noti ed utilizzati per la stima deiparametri caratteristici della turbolenza del PBL. Per prima cosa si concentrerà l’attenzione sulladeterminazione della lunghezza di rugosità (sia quella relativa al trasferimento di quantità di moto z 0mche quella relativa al trasferimento di calore z 0h ) e della zero-plane displacemenet height(d) e sipresenteranno i metodi più frequentemente impiegati per la loro quantificazione a partire da diversi tipidi misura. Si considereranno, poi, i parametri che caratterizzano la turbolenza del SL, come la velocità difrizione u * , la temperatura di scala T * , il flusso turbolento di calore sensibile H 0 e la lunghezza di Monin-Obukhov L (o meglio il parametro di stabilità z/L). Oltre a questi parametri, se ne considereranno anchealtri di interesse pratico, come la dissipazione di energia cinetica turbolenta ε e la dissipazionedella varianza della temperatura N θ . Per essi verranno presentati i principali metodi attualmenteutilizzati per la loro determinazione pratica, dettagliandone i metodi di stima e precisando i relativi limitidi applicabilità.I metodi che presenteremo saranno raggruppabili in due famiglie principali:• metodi che operano nel dominio del tempo, cioè metodi che si basano sui valori medi, sullevarianze e sulle covarianze delle principali variabili meteorologiche;• metodi che operano nel dominio delle frequenze (metodi spettrali) che invece si basanosull’analisi spettrale dei segnali meteorologici.In entrambe le famiglie, saranno presentati i metodi diretti, che consentono la stima diretta deiprincipali parametri di interesse, ed i metodi indiretti, che viceversa realizzano la stima di questiparametri basandosi prevalentemente sulle Relazioni della Teoria della Similarità di Monin-Obukhov eche quindi forniscono stime attendibili solo se vengono rispettate le condizioni per cui risulta validaquesta teoria. Si passerà poi a trattare brevemente il problema della determinazione accurata del flussodi calore G 0 all’interfaccia suolo-aria che, come già abbiamo avuto modo di affermare, risulta di difficiledeterminazione sperimentale.Da ultimo si introdurrà il problema pratico della determinazione dell’estensione verticale del PBLconvettivo e stabile a partire dalle misure che attualmente possono essere realizzate in quota.Quest’ultimo argomento è il più delicato e complesso e presenteremo in questa sede solo quei metodiche possono essere applicati disponendo di misure meteorologiche realizzabili di routine.10.1 STIMA DEI PARAMETRI DI RUGOSITÀ SUPERFICIALELe Relazioni di Similarità che nel SL definiscono il profilo verticale della velocità media del vento u,della temperatura potenziale θ e della concentrazione di un generico scalare q, sono le seguenti:⎯⎯———————————————————————————————————- 415 -