Generazione dei campi di vento e turbolenza

Il modello a particelle SPRAY deve essere alimentato da campi tridimensionali di vento medio e di turbolenza su orografia complessa. Questi campi verranno utilizzati dal modello per muovere le particelle, riproducendo i fenomeni di trasporto e diffusione dei pennacchi emessi dalle diverse sorgenti. Per generare i campi di vento medio viene utilizzato il modello diagnostico ‘Mass Consistent' MINERVE (Aria Technologies, 1995 a,b) che utilizza le misure disponibili sia al suolo che in quota, genera un campo interpolato da queste misure, ed infine corregge il campo interpolato in modo da rispettare il principio di conservazione della massa sulla topografia. Questo procedimento consente di ottenere un campo di caratteristiche compatibili sia con le misure che con l'orografia alla risoluzione simulata. In questo caso sono stati generati campi di vento tridimensionali con risoluzione orizzontale di 1 km a frequenza oraria, che vengono interpolati sia spazialmente che temporalmente da SPRAY per ottenere il vento nella posizione di ogni particella. In figura è rappresentato il caso di un campo di vento in prossimità del suolo simulato dal codice MINERVE il giorno 10/7/96 alle 06:00. Sono evidenti l'estrema disomogeneità orizzontale del campo di vento e gli effetti di incanalamento dovuti all'orografia.

I campi di turbolenza vengono generati utilizzando dati meteorologici standard al suolo di temperatura, radiazione solare e pressione atmosferica, accoppiati alla matrice di ‘uso del suolo', alla stessa risoluzione della topografia. Per la costruzione di quest'ultima, la Regione Valle d'Aosta ha fornito, con passo di 1 km, una mappa con le informazioni all'interno dei confini regionali (42% dell'intero dominio), digitalizzata a partire dalla carta a scala 1:100.000 con la codifica europea CORINE Land Cover livello III. Le altre due fonti di dati utilizzate per ricostruire la restante parte sono state la mappa della vegetazione su tutta l'Italia a passo 1.5 km, digitalizzata dal Ministero dell'Ambiente (Ministero dell'ambiente 1991) e la mappa di land-use presente nel Pan-European Land-use Database (Veldkamp et al. 1995), preparato dal centro di ricerche olandese RIVM.

La rappresentazione dell'uso del suolo utilizzata, ottenuta dai database citati e' schematizzata in figura. Il modello SPRAY utilizza questa matrice per ricostruire la risposta del suolo all'input energetico rappresentato dalla radiazione solare su ogni punto griglia, che a sua volta determina la turbolenza negli strati sovrastanti. Vengono in questo modo ricostruiti i profili di turbolenza su tutto il dominio tridimensionale che verranno utilizzati per pilotare la diffusione dei pennacchi.