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

1. INTRODUZIONE AL PLANETARY BOUNDARY LAYER.—————————————————————————————————————essere influenzati dalla superficie terrestre e presentano le medesime proprietà in ogni direzione. Laomogeneità ed isotropia locale era stata predetta nel 1941 da Kolmogorov, che introdusse due ipotesi.La prima ipotesi di Kolmogorov è:le proprietà medie dei vortici di piccola scala di ogni flusso ad elevato numero diReynolds sono dissipate unicamente dalla viscosità cinematica del fluido ν e dalladissipazione di energia cinetica turbolenta ε.Questa ipotesi si applica in un intervallo determinato dalla disuguaglianza L >> l >> µ dove l è ladimensione tipica del vortice, chiamato equilibrium range, e con µ si è indicata la microscala diKolmogorov, definita come:( ν ) 3 ε1 4µ = [1.112a]Tale parametro definisce la dimensione dei vortici che dissipano energia a causa della viscositàdel fluido. Nel caso di un PBL convettivo, µ vale circa 0.001 m. Accanto alla microscala diKolmogorov, è stata definita un’equivalente velocità di scala e tempo di scala definiti rispettivamentecome (Monin e Yaglom, 1971a):u ( νε) 1 4µ =tµ = µ u µ =( ν ε ) 1 2[1.112b][1.112c]Tipicamente, nel PBL si ha che u µ = 0.015 m⋅s -1 e t µ = 0.07 s.Input diEnergiaDissipazioneviscosa0 µ ηLDissipation range Inertial range Energy Containing rangeFig. 1.23: distribuzione schematica dell’energia nel (da Sorbjan,1989).La seconda ipotesi di Kolmogorov dice che:per numeri di Reynolds sufficientemente grandi, c'è un sottointervallo del range diequilibrio in cui le proprietà medie del flusso sono determinate solo dalla dissipazionedi energia turbolenta ε.Tale intervallo, definito dalla disequazioneL >>l >> η, è chiamato inertial subrange, poiché è dominato—————————————————————————————————————- 56 -