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Strato Limite Planetario - Planetary Boundary Layer (PBL)

Descrizione

Il PBL (anche ABL Atmospheric Boundary Layer) si estende entro i primi 2-3 Km dell'atmosfera e descrive quella parte di atmosfera che viene direttamente influenzata dalla presenza della superficie terrestre e risponde ai cambiamenti indotti dalla superficie terrestre in breve tempo (circa un'ora o meno) [Stull 1988]. L'interazione fra atmosfera e superficie può avvenire attraverso diversi meccanismi:attrito meccanico, evaporazione e traspirazione, trasferimento di calore, emissione di sostanze inquinanti e variazioni della circolazione atmosferica dovuta alla conformazione del terreno.

L'evoluzione nelle 24 ore del PBL in una giornata soleggiata

PBL

PBL convettivo

Con PBL convettivo si indica lo strato limite in condizioni di forte insolazione che causano vortici d'aria di natura convettiva (si pensi a come nascono le termiche utilizzate dai volovelisti) ed aumento della produzione di turbolenza (al contrario di quanto avviene per il PBL stabile) e di conseguenza un forte rimescolamento dell'atmosfera. Il profilo in un PBL convettivo ben rimescolato è adiabatico (1°C ogni 100m).

PBL stabile

In condizioni di raffreddamento della superficie terrestre, la creazione di vortici di natura convettiva è inibita e la turbolenza è sostenuta solo dal vento. La turbolenza e il rimescolamento atmosferico sono deboli. Il PBL stabilmente stratificato è in genere la parte inferiore di una inversione superficiale di temperatura (ovvero la superficie terrestre è più fredda dell'aria che sta appena al di sopra di essa). Durante la presenza di inversioni termiche sono quindi inibiti i moti verticali dell’atmosfera e tutti gli inquinanti emessi al suolo sono contenuti sotto una cappa (tappo) che ne impedisce la dispersione.

Altezza di rimescolamento

L’altezza di rimescolamento, che può essere definita come l’altezza dello strato adiacente alla superficie all’interno del quale un composto viene disperso verticalmente per turbolenza meccanica o convettiva in un tempo pari a un’ora circa [COST Action 710, 1988], influenza direttamente la concentrazione degli inquinanti immessi vicino alla superficie.

Stima dell'Hmix con tre diversi tipi di algoritmo

Hmix

Metodo di stima dell'estensione del PBL (Hmix)

Esistono nella letteratura scientifica numerosi metodi di stima dell'estensione verticale dello strato limite planetario (Hmix, Mixing Height). Il Centro Meteorologico di Teolo utilizza un metodo del bilancio energetico per la stima dell’altezza di rimescolamento.
Altri metodi per la misura del PBL sono:
• dispersione del gas Radon
• opacità dell’atmosfera AOI (Atmospheric Opacity Index)
• valore critico del numero di Richardson
• metodi basati su profili di vento e temperatura

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ultima modifica 25/10/2010 16:21