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

1. INTRODUZIONE AL PLANETARY BOUNDARY LAYER.—————————————————————————————————————dalle forze inerziali la cui azione porta alla ridistribuzione dell'energia tra i vortici di dimensioni differenti.In questo subrange non c'è dissipazione, ma solo energy cascade. Per questa ragione il regimefluidodinamico nell'inertial subrange deve essere stazionario ed avere un carattere universale.Riassumendo graficamente tutto ciò, si ottiene quanto illustrato in Fig.1.23 dove si nota come i vorticiconvettivi vengano generati con dimensioni ragguardevoli ed evolvano fino a raggiungere unadimensione pari ad L (100 metri, per esempio, è un valore tipico). A questo punto la loro dimensionediviene compatibile con l’inertial subrange e la loro riduzione dimensionale dipende solo dall'azionedella dissipazione di energia cinetica turbolenta. Prima erano asimmetrici ed anisotropi, ora sempre piùtendono alla simmetria ed all'isotropia finché, raggiunta la dimensione η (nel caso esempio 0.1 m), sonopreda delle forze viscose. Diminuiscono ancora di dimensione e quando raggiungono una scaladimensionale dell'ordine di µ (0.001 m), si dissipano in calore. Lo spettro dimensionale dei vortici di unPBL turbolento copre quindi almeno cinque decadi!1.3.2.3 Parametri caratteristici della turbolenza atmosfericaDal punto di vista operativo, la quantificazione della turbolenza atmosferica può essere condensata inun numero ridotto di parametri, come già visto. Per scopi puramente operativi, è convenienteripresentarli in maniera sistematica.Il parametro che descrive la forzante convettiva del PBL è sicuramente il flusso turbolento dicalore sensibile definito come:H= ρCw''[1.113a]0 p θNella pratica, al posto di H 0 si usa più frequentemente il flusso di galleggiamento H 0v , definito come:H0 ρC p w'θ ' v= [1.113b]Spesso nella Letteratura non si fa distinzione tra H 0 e H 0v e li si indica con lo stesso simbolo (H 0 ) e conlo stesso nome (Flusso Turbolento di Calore Sensibile). Ciò ovviamente può generare non pocaconfusione! Nel seguito del libro, quando parleremo di Flusso Turbolento di Calore Sensibile H 0 , ciriferiremo sempre alla definizione (1.113b), salvo rare eccezioni che chiariremo di volta in volta.Il parametro che descrive lo scambio di vapor d’acqua tra il suolo ed il PBL è il Flusso Turbolento diCalore Latente H E , dato daH E= λ ⋅ a' w'[1.113c]La turbolenza meccanica, derivante dallo shear del vento, è parametrizzata dalla friction velocity u *(velocità di scala dello Strato Superficiale), definita come:0.252 2u*= ' ' ' ' ⎤⎢⎣⎡ u w + v w[1.114]⎥⎦Questi parametri sono sufficienti per descrivere completamente le forzanti convettiva e meccanica nelSL, tuttavia è consuetudine definire altri parametri caratteristici:—————————————————————————————————————- 57 -