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

10.STIMA DEI PARAMETRI DELLA TURBOLENZA ATMOSFERICA—————————————————————⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯————————praticamente costante.Questa procedura iterativa è abbastanza rapida e, in situazioni non patologiche, con poche iterazioni(3÷5) stabilizza il valore di 1/L attorno all’equilibrio. Una volto noto 1/L è immediata la stima di u * , T * equindi anche di H 0 .10.2.3.3 Il metodo dei profiliIl metodo dei profili (PM) è unico dal punto di vista logico, ma si presenta in forme differenti a secondache sia disponibile il profilo verticale di una sola variabile o di più variabili. In Letteratura si trovanopochi lavori sull’argomento. Nieuwstadt (1978) ha discusso un metodo di identificazione dei parametridel SL a partire dal profilo della velocità media del vento e dal profilo della temperatura potenziale,mentre in Lo (1979) è stato presentato un metodo analogo, basato sulla conoscenza del solo profiloverticale del vento. In Sozzi e al. (2000) è stato sviluppato un nuovo metodo per la stima dei parametridel SL, sempre basato sulla conoscenza del solo profilo della velocità media del vento, particolarmentespecializzato al caso in esame e che può essere implementato anche in un sistema di acquisizione intempo reale.Nonostante sia possibile definire un algoritmo risolutivo in presenza di profili di varie variabili diinteresse micrometeorologico, qui di seguito si presenterà l’algoritmo dedicato al caso in cui siadisponibile il solo profilo verticale della velocità del vento ed in particolare supponiamo che:• siano disponibili N dati U i , con i =1,…,N e N > 2, della velocità media del vento, ottenute con lamaggior precisione possibile alle quote z i poste entro il SL. Questa condizione è molto restrittiva edifficile a verificarsi, a causa della indeterminazione insita nella definizione dell’estensione verticaledel SL ed alla sua variabilità durante la giornata. L’esperienza mostra che la cosa più sicura èrealizzare le misure a quote non superiori a poche decine di metri dal suolo;• si conosca a priori la rugosità superficiale z 0 . In teoria questa variabile potrebbe essere determinataassieme alle altre incognite del problema, tuttavia la forma funzionale della relazione che descrive ilprofilo ed il fatto che z 0 dipenda dalla direzione di provenienza del vento non consigliano taleprocedimento;• il periodo di mediazione utilizzato per il calcolo delle velocità medie del vento sia maggiore deltempo di scala caratteristico della turbolenza atmosferica Dato che in condizioni fortementeconvettive questo tempo di scala è maggiore di 15 minuti, per sicurezza è conveniente utilizzaretempi di mediazione di 30-60 minuti.Se è applicabile la Teoria della Similarità, la relazione (10.94a) dovrebbe essere in accordo con i dati divelocità del vento misurati una volta noti i valori di u * e L, e quindi è evidente che il funzionale:( u L)2⎪⎧⎡*⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ 0 ⎞⎤⎪⎫= N u ziziz⎨U⎢⎜⎟i− − ΨM⎜ ⎟ + −ΨM⎜ ⎟⎥⎬i= 1 k z0⎝ L ⎠ ⎝ L ⎠ ⎪ ⎭F*, ∑ ln[10.102]⎪⎩ ⎢⎣⎝ ⎠⎥⎦somma degli errori tra i valori misurati della velocità del vento e le stima fatte con la Similarità, devenecessariamente diminuire con l’aumentare della precisione di stima di u * e L . Il problema diidentificazione proposto è un problema di ottimizzazione non lineare ai Minimi Quadrati, la cui————————————————————————————————————————- 458 -