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

10.STIMA DEI PARAMETRI DELLA TURBOLENZA ATMOSFERICA—————————————————————⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯————————dominio delle frequenze. E’ immediato delineare un metodo diretto di tipo spettrale per la stima deiparametri del SL e tale metodo consta dei passi seguenti:Passo 0: una volta ottenute le misure elementari (v xi ,v yi ,v zi ,θ i ), per esempio da un anemometroultrasonico, dove v xi , v yi e v zi sono le componenti del vettore vento rispetto al sistema diriferimento strumentale, la prima operazione da fare è la rotazione degli assi cartesiani percalcolare le componenti del vento rispetto al locale sistema cartesiano stream-line. Per fareciò, si procede come visto nel caso del metodo ECM individuando i tre angoli di rotazione θ,ϕ, ψ. Quindi si procederà alle tre rotazioni necessarie di ogni singolo vettore ventoV i =(v xi ,v yi ,v zi ) nel modo seguente:prima rotazione: ( v v , v )⎡ cosθ=⎢⎢− senθ⎢⎣0senθx1i,y2iz3icosθ00⎤⎡v0⎥⋅⎢⎥ ⎢v1⎥⎦⎢⎣vxiyizi⎤⎥⎥⎥⎦[10.162a]⎡ cosϕseconda rotazione:( v )⎢x2i, vy2i, vz2i=⎢0⎢⎣− senϕ010senφ⎤ ⎡v0⎥⋅⎢⎥ ⎢vcosϕ⎥⎦⎢⎣vx1iy1iz1i⎤⎥⎥⎥⎦[10.162b]⎡1terza rotazione:( u , v,w)=⎢⎢0⎢⎣00cosψ− senψ0 ⎤senψ⎥⎥cosψ⎥⎦[10.162c]ed il risultato finale è la sostituzione delle componenti del vento v xi , v yi , v zi con le componenti(u i ,v i ,w i ) rispetto al sistema di coordinate stream-line.Passo 1: si calcola la DFT dei quattro segnali discreti, applicando le opportune operazioni di despiking,detrendind e tapering.Passo 2: si calcola la varianza delle singole variabili mediante la (10.152) dopo aver opportunamenteregolarizzato lo spettro.Passo 3: si calcolano le covarianze u ' w', v' w'e w 'θ'mediante la (10.159) e quindi il valore di u * , T * edH 0 , e, una volta calcolato il valor medio della temperatura, risulta immediato anche il calcolo diL.Il metodo di stima diretta dei parametri del SL per via spettrale come si vede non è più complicato delmetodo ECM e non richiede molto più tempo di calcolo. Presenta però due vantaggi decisivi:• le eventuali correzioni da apportare agli spettri per tener conto della loro risposta non ideale, sono lestesse presentate a proposito del metodo ECM, ma sono applicabili in maniera molto più naturale;• la possibilità di vedere visivamente spettri e cospettri consente di individuare senza difficoltàsituazioni anomale corrispondenti a casi di forte non stazionarietà del PBL. Ciò si deduce dalladifferenza tra le forme spettrali canoniche e quelle che si vedono, differenze frequentemente legate————————————————————————————————————————- 486 -