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La turbolenza atmosferica

La turbolenza atmosferica

La turbolenza è una proprietà dei fluidi in moto: è costituita da una sequenza di moti caotici ed irregolari che, pur essendo facilmente identificabili sono difficilmente definibili.
Nell'aria atmosferica determina una continua variazione della velocità istantanea e della direzione del vento. La struttura di una massa d'aria in movimento può essere rappresentata da una successione continua e complessa di fluttuazioni casuali, le cui dimensioni sono finite ma di durata irregolare e di frequenza variabile.
La turbolenza atmosferica può essere originata da fenomeni di natura meccanica quali la irregolarità della superficie terrestre o dalla distribuzione verticale del vento; in questi casi il moto turbolento è generato da fenomeni connessi con la struttura termica verticale dell'atmosfera, il moto turbolento è costituito da termiche.
Le manifestazioni della turbolenza si definiscono raffiche; la loro frequenza massima è riscontrabile nel periodo di mezzogiorno, mentre si riducono considerevolmente durante la notte.
La variazione diurna delle raffiche è imputabile allo stato del cielo: se è in atto una copertura nuvolosa di notevole estensione e ampio spessore, il rapporto fra le oscillazioni istantanee del vento e il vento medio è pressochè costante per tutto il periodo corrispondente a quel particolare tipo di copertura.
Da ciò si può evincere che la variazione diurna della turbolenza termica del suolo poichè le nubi tendono ad impedire lo scambio radiativo tra il suolo e gli strati d'aria sovrastanti, i quali, a loro volta, influenzano il gradiente di temperatura nei bassi strati atmosferici. Questo evidenzia una stretta correlazione fra il tipo di stabilità degli strati d'aria e il grado di turbolenza della struttura del vento.
La turbolenza assume notevole importanza per i fenomeni di mescolamento. La turbolenza può trasferire calore: infatti se lo strato d'aria in prossimità del suolo si riscalda fino a divenire più caldo dello strato immediatamente sovrastante, si stabilirà un gradiente calore-energia al di sopra del suolo. Un elemento d'aria che si sposta verso l'alto trasporterà una quantità di energia termica maggiore di quella che un elemento d'aria potrà trasportare spostandosi da un livello superiore verso uno inferiore. In questo caso si stabilisce un flusso di calore verso l'alto determinato dal moto turbolento.
Le proprietà fisiche dell'aria si trasferiscono pertanto per turbo¬lenza nella direzione dei valori decrescenti. Maggiore è la turbolenza o il valore del gradiente, maggiore sarà l'instabilità e, di conseguenza, il ritmo con il quale avverrà il trasferimento o il mescolamento.
Andamento verticale del vettore vento dal suolo fino a 1600 m di quota. Nella parte inferiore sono riportate le proiezioni dei vari vettori alle diverse quote.


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