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Le caratteristiche dispersive della bassa atmosfera

Le caratteristiche dispersive della bassa atmosfera. Le classi di stabilità. Caratteristiche sintetiche (1/5). Le forze di attrito (viscosità) nello strato di confine planetario (PBL - 0 1000 m) dipendono da:

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Le caratteristiche dispersive della bassa atmosfera

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Presentation Transcript

  1. Le caratteristiche dispersive della bassa atmosfera Le classi di stabilità A.A. 2008/2009

  2. Caratteristiche sintetiche (1/5) • Le forze di attrito(viscosità) nello strato di confine planetario(PBL - 01000 m) dipendono da: • L’altezza degli ostacoli (che influenza anche il profilo di velocità del vento) • La distanza fra gli ostacoli • Viene definito il parametro rugosità Z0(AerodynamicRoughness) A.A. 2008/2009

  3. Caratteristiche sintetiche (2/5) A.A. 2008/2009

  4. Caratteristiche sintetiche (3/5) • In maniera sintetica e semplificata si può dire che: • Z0 è l’altezza dove la velocità del ventosi annulla • Z0è sempre <dell’altezza media degli elementi orografici che la determinano. • Il profilo approssimato del campo delle velocità del vento(0100 m) è dato da: A.A. 2008/2009

  5. Caratteristiche sintetiche (4/5) A.A. 2008/2009

  6. Caratteristiche sintetiche (5/5) Profili di velocità del vento per differenti rugosità Sono indicate le percentuali di vento geostrofico (gradient wind) Z(m) 600 -95% 400 -80% -95% 200 -95% -50% -80% -80% A.A. 2008/2009

  7. Le classi orografiche di terreno • Generalmente, il terreno si suddivide in 2 categorie orografiche: • Rurale • Urbano A.A. 2008/2009

  8. I parametri del profilo della velocità del vento A.A. 2008/2009

  9. Il gradiente termico adiabatico (1/2) • Abbiamo già visto che, a causa della diminuzione della pressione con l’altezza,sotto l’ipotesi di: • TRASFORMAZIONE ADIABATICA • il gradiente termico è dato da: A.A. 2008/2009

  10. Il gradiente termico adiabatico (2/2) • Nella realtà, diversi fenomeni, e.g.: • Il riscaldamento della superficie terrestre • L’irraggiamento solare • La condensazione del vapore d’acqua disciolto... • MODIFICANO IL GRADIENTE TERMICO DEL PBL A.A. 2008/2009

  11. Effetti sulla dispersione delle emissioni (1/3) • I volumi infinitesimi delle emissioni gassose, nel loro moto verticale, sono soggetti a • TRASFORMAZIONI ADIABATICHE A.A. 2008/2009

  12. Effetti sulla dispersione delle emissioni (2/3) Z Il volume rappresentativo tende a salire ulteriormente Gradiente adiabatico 18 oC Tat= 15 oC Gradiente atmosferico Q=0 ==> -C Tat= 20 oC 20 oC Tat Tad T A.A. 2008/2009

  13. Effetti sulla dispersione delle emissioni (3/3) • Pertanto, se: • l’atmosfera viene detta INSTABILE • Viceversa, STABILE se: A.A. 2008/2009

  14. Classi di stabilità atmosferica A.A. 2008/2009

  15. In condizioni stabili (1/4) Z Il volume rappresentativo tende a ritornare alla posizione di partenza Tat= 22 oC 18 oC Gradiente adiabatico Gradiente atmosferico dz Tat= 20 oC 20 oC Tad Tat T A.A. 2008/2009

  16. In condizioni stabili (2/4) • Nell’ipotesi di “quasi equilibrio”, la forza agente su un volume rappresentativo che si sposti di dz lungo la verticale, è data: • dal principio di Archimede A.A. 2008/2009

  17. In condizioni stabili (3/4) A.A. 2008/2009

  18. In condizioni stabili (4/4) • Viene detta: frequenza di Brunt-Väisälä nbv (rad/s) A.A. 2008/2009

  19. La frequenza di Brunt-Väisälä • In condizioni tipiche di stabilità: • T/z  02 oC/100m • il periodo di Brunt-Väisälä risulta: • 2/nbv  355s  200s • s può essere considerata come: • una grandezza indicativa del rateo di attenuazione della turbolenza da parte dell’atmosfera stabile A.A. 2008/2009

  20. Il numero di Richardson • La turbolenza atmosferica è generata dalle forze di taglio meccaniche (mechanical shear forces): • proporzionali a (u/z)2 • Il numero di Richardson (Ri) fornisce un indicazione del rapporto fra questi due processi: A.A. 2008/2009

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