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

1. INTRODUZIONE AL PLANETARY BOUNDARY LAYER.—————————————————————————————————————- durante le situazioni stabili, presenti nelle ore notturne poco ventose, si ha che H 0 e H 0v sononegativi e ciò implica che w' θ ' < 0 e w' θv' < 0 .La turbolenza è completamente di origine meccanicae la dimensione dei vortici è estremamente limitata;- nelle situazioni adiabatiche , corrispondenti alla transizione da situazioni convettive a situazioni stabili(e viceversa) o a ore con velocità del vento elevate, H 0 = H 0v =0 e quindi w ' θ ' = 0 e w' θ ' = 0 .La convettività è quindi presente solo in presenza di un adeguato apporto energetico solare, mentre laturbolenza meccanica è sempre presente e costituisce l’unico contributo nelle situazioni adiabatiche estabili. Per questo ed anche per come è stata definita, la friction velocity u * risulta sempre positiva.Per concludere è non si può dimenticare un aspetto fondamentale che soggiace alla definizione diFlusso Medio: il periodo di mediazione. La sua scelta deve essere fatta in modo che i Flussi Mediabbiano significato micrometeorologico e la relazione (1.72) può essere impiegata per questo, anche sele condizioni che si faranno a punto 1.3.2.1 possono rendere più semplice questa scelta importante.v1.3.2 PRIMI ELEMENTI DI ANALISI SPETTRALE1.3.2.1 Le evidenze sperimentaliInvece di ritenere un generico segnale meteorologico, come quello di Fig.1.20, una insieme caotico divalori, è possibile anche pensare che tale segnale sia il risultato della sovrapposizione di unamoltitudine di segnali armonici (seni e coseni) con periodi differenti. In questo caso l’analisi nonprenderà le mosse da una visione statistica, ma al contrario da una visione ondulatoria. Se immaginiamoche passino attraverso il nostro sensore schiere di vortici equispaziati e che ogni schiera regolare divortici possieda una ben precisa dimensione (per fissare le idee, immaginiamo vortici sferici condiametro costante) e che le diverse schiere di vortici passino contemporaneamente, il sensore vedrà unsegnale risultante dalla somma di tante sinusoidi di ampiezza proporzionale alla dimensione tipica diciascuna schiera. Questa visione è congruente con l'adozione del Teorema di Fourier secondo cui ungenerico segnale x i , campionato a istanti successivi equispaziati t i = t 0 ,t 1 ,t 2, ,…,t N-1 , può essere vistocome la somma di tante funzioni armoniche cioè come:xn= a0+N −1∑k=1ak⎛ 2πkn⎞cos⎜⎟ +⎝ N ⎠N−1∑kk=1⎛b sin ⎜⎝2πkn⎞⎟N ⎠[1.106]dove k=1,2,…,N-1 determina la frequenza di ciascuna armonica (f k =k/N∆t). I coefficienti presenti inquesta relazione sono dati da:aab0kk===∑ − 11 N x nN n=0∑ − 11 N xnN n=0∑ − 11 N xnN n=0⎛ 2πkn⎞cos⎜⎟⎝ N ⎠⎛ 2πkn⎞sin ⎜ ⎟⎝ N ⎠[1.107a][1.107b][1.107c]Interessante è notare come la (1.107a) sia la media del segnale nel periodo di mediazione considerato e—————————————————————————————————————- 53 -