Altezza PBL da osservazioni e modello Campagna Trisaia 2010 Marco Cacciani, Giampietro Casasanta, Nicoletta Di Genova, Vincenzo Tramontana Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 2 altezza PBL da lidar e sodar LIDAR sensibile alla presenza di aerosol H: altezza dove finisce lo strato di aerosol ben rimescolato (Mixed Layer) range: 150 m - tropopausa utilizzabile in presenza di CBL o SBL più spesso di 150 m SODAR sensibile alle fluttuazioni di temperatura con scala circa 10 cm (turbolenza nel range inerziale e stratificazioni) range: 40-800 m utilizzabile in presenza di SBL o CBL allo stato iniziale Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 3 OSSERVAZIONI LIDAR E SODAR 1 – 23 GIUGNO Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 4 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 5 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 6 PROFILI VERTICALE VENTO ORIZZONTALE SODAR Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 7 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 8 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 9 CONDIZIONE 1 Notte: vento sostenuto da O-NO Giorno sviluppo completo CBL; no brezza 1,5, 19-23 giugno CONDIZIONE 2 Notte: vento sostenuto da O-NO Giorno sviluppo parziale CBL; brezza 2,3,6 giugno CONDIZIONE 3 Notte: vento debole Giorno CBL assente o debole; brezza 4, 7-18 giugno Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 10 ANALISI STABILITA’ STATICA STRUMENTAZIONE UTILIZZATA RADIOSONDAGGI BRINDISI: p(z) HATPRO: TBL(z) , H2OFA (z) SODAR: Vsp(z) , Vdir(z), w(z), z ln RCS SONICO: Vsp(gnd) , Vdir(gnd), Ho(gnd), TKE(gnd),L HYSPLIT: Vsp(z) , Vdir(z) LIDAR: z ln RCS Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 11 PARAMETRI CALCOLATI TEMPERATURA POTENZIALE q STABILITA’ STATICA B dq dz TURBOLENZA MECCANICA dU 2 dV 2 dz dz g dq GRADIENT RICHARDSON NUMBER Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Ri q dz dU 2 dV 2 dz dz Pagina 12 CLASSIFICAZIONE DEI PERIODI IN BASE AL VALORE DI B B < -DB INSTABILITA’ B> DB STABILITA’ -DB<B< DB NEUTRALITA’ DB ERRORE SUL PARAMETRO DI STABILITA’ INDICE DI 6 BITS PER CLASSIFICARE IL PROFILO Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 13 z b q z q stability=000000 ground instability=010000 Db profile=010000 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 14 z b q z q stability=000000 elevated neutrality=000010 ground instability=010000 Db profile=010010 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 15 casi previsti stability ground neutrality elevated neutrality multiple neutrality ground instabilty elevated instabilty multiple instabilty 000000 000001 000010 000100 001000 010000 100000 Struttura file (ASCII) Tempo, stabilty_flag, quota inferiore e superiore instabilità, quota inferiore e superiore neutralità Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 16 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 17 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 18 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 19 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 20 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 21 EVOLUZIONE BREZZA LU AND TURCO, 1994 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 22 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 23 MODELLO MONODIMENSIONALE CBL SCHEMA TENNEKES (SLAB MODEL) - w 'q ' D h dh dt entrainment dD dh dq - dt dt dt ML dq dt ML h w 'q ' - w 'q ' 0 Inversion strength warming h Parametrizzazione g w3 w2 dh - w 'q ' -Ck m CTU m h T h h dx entrainment wm3 w*3 Cn3u*3 CK wm3 h t CT wm2 ghD T Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 24 Effetto brezza: Thermal Internal Boundary Layer CK wm3 h h U t x CT wm2 ghD T Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 25 Stima della avvezione di h trasformazione Lagrangiana t=x/U Luhar (1998) 2 1 2 h h2 h2 2 h0 3 CK 3 2C gH 3 x H 0 3 2CK 3 0 0 K h - h0 3 ln h 2 1 3 CK 2 3CK T U h0 h CK h x 1 U dh dx Calcolata in caso di vento da mare (50°-210°) Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 26 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 27 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 28 • L’altezza del PBL è controllata fortemente dalla brezza e dal vento prima dell’alba • Il modello unidimensionale descrive qualitativamente l’andamento diurno ma non quantitativamente • Nei periodi in cui sono entrambi utilizzabili, Lidar e Sodar forniscono valori simili ma non coincidenti • estensione dell’analisi PBL a tutto il periodo • confronti con modelli meno rudimentali • utilizzo dei dati Ultraleggero • effetto sulle misure chimico-fisiche a terra Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 29 COPERTURA NUVOLOSA SOLITONE DEL 18/06/2010 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 30 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 31 CONFRONTO LIDAR HATPRO Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 32 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 33 Altezza PBL da osservazioni e modello 18/12/2015 Pagina 34