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Autore: G. Latini, R. Cocci Grifoni, G. Passerini, S. Tascini

Collana: CA - 56 - Napoli 2001

Note:
La qualità dell’aria che respiriamo non dipende solo dalla quantità di inquinanti emessi in atmosfera: un ruolo importante è giocato anche dalle variabili meteorologiche. Risulta quindi necessario descrivere i bassi strati dell’atmosfera (Strato Superficiale e Strato Limite Atmosferico), all’interno dei quali avvengono i principali processi di dispersione e ricombinazione degli inquinanti.

Tra tutti i parametri che definiscono lo Strato Limite Atmosferico, riveste particolare importanza l’Altezza di Rimescolamento, definita come l’altezza fino alla quale si ha il completo rimescolamento degli inquinanti.

La misurazione diretta dell’altezza di rimescolamento richiede l’utilizzo di strumenti molto sofisticati e costosi come ad esempio i palloni sonda a perdere. Per questa ragione si ricorre, per la sua determinazione, a misurazioni indirette, utilizzando parametri meteorologici quali velocità di attrito e lunghezza di Monin-Obukhov (altezza alla quale i contributi all’energia cinetica turbolenta dovuti alle forze di galleggiamento e all’attrito sono comparabili).

Piuttosto di recente, in seguito ai lavori di Holtslag e van Ulden (Holtslag e van Ulden, 1983), è stato possibile valutare tali parametri fondamentali per la descrizione delle caratteristiche dello Strato Superficiale e dello Strato Limite Atmosferico con misure in prossimità del suolo. Si è così aperta la possibilità di sviluppare modelli che descrivono la diffusione degli inquinanti utilizzando in input dati meteorologici al suolo che possono essere acquisiti da una normale rete automatizzata. Essi sono in

grado di valutare direttamente la turbolenza atmosferica, tramite il valore della lunghezza di Monin-Obukhov e della velocità di attrito calcolate in modo iterativo, e non attraverso classi empiriche come quelle di Pasquill-Gifford. Le grandezze che una rete di monitoraggio può fornire sono la pressione, la temperatura, la velocità del vento, l’umidità dell’aria e, in alcuni casi, la radiazione solare incidente.

L’obiettivo di questo lavoro è quello di dimostrare la possibilità di caratterizzare lo Strato Limite Atmosferico di una zona ad orografia complessa in un’area vallivo-costiera caratterizzata da una complessa orografia, quale la Vallesina (regione Marche), mediante un duplice approccio. Il primo prevede lo sviluppo e l’implementazione di due programmi che permettono la parametrizzazione dello Strato Limite e la valutazione dell’altezza dello strato di rimescolamento mediante soluzione numerica di un’equazione differenziale alle derivate parziali (Gryning-Batcharova, 1991). Il secondo permette la valutazione dell’altezza dello Strato Limite Atmosferico mediante una più semplice procedura semiempirica basata sulla determinazione del termine caratterizzante la rugosità della superficie terrestre. Ciò ha permesso di migliorare l’input meteorologico dei modelli di dispersione in un ambiente vallivo-costiero, sostituendo i valori di default dell’altezza di rimescolamento normalmente

utilizzati dai preprocessori meteorologici. In queste zone, infatti, la simulazione diventa un’operazione non semplice a causa della complessa orografia e delle problematiche connesse con i fenomeni di brezza Le metodologie adottate forniscono un esempio di valutazione della evoluzione dello Strato Limite Atmosferico in un’area dove non era mai stata effettuata alcuna parametrizzazione e quindi alcuna valutazione dell’altezza di rimescolamento.
Allo scopo è stato scelto un tipico giorno estivo caratterizzato da forte instabilità atmosferica durante il periodo diurno.