Uno dei parametri di configurazione del modello CALPUFF é rappresentato dal valore di soglia delle calme di vento. Per definire in questo contesto il significato
di questo parametro bisogna ricordare che il modello CALPUFF, riferendosi ad una descrizione fluidodinamica Lagrangiana, considera separatamente, cioè in modo disaccoppiato,
il trasporto dell’inquinante dalla sua diluizione per permanenza in atmosfera.
Nel modello CALPUFF, i puff emessi dalle sorgenti sono quindi soggetti a due fenomeni distinti:
- Allargamento dovuto al tempo di permanenza in atmosfera con conseguente diluizione interna dell’inquinante.
- Trasporto dovuto al movimento atmosferico.
Nelle ore di calma di vento il puff non viene trasportato ma continua ad essere sottoposto all’allargamento ed alla diluizione (quindi ad una variazione di concentrazione) esattamente
come quando si trova in movimento; in sostanza la concentrazione dell’inquinante risulta essere indipendente dalla velocità ma proporzionale alle sigma diffusive
Per il modello CALPUFF le condizioni di Calma di Vento rappresentano quindi una situazione meteorologica NORMALE.
Questo aspetto non è verificato nei modelli gaussiani perché questo tipo di modellistica (descrizione fluidodinamica Euleriana) non separa il trasporto dalla diffusione
in questo modo la formula risultante della concentrazione risulta inversamente proporzionale alla velocità del vento:
quindi quando u=0 la concentrazione diverge.
Dal punto di vista fisico si definisce calma di vento una situazione in cui non è possibile misurare con un ragionevole intervallo di confidenza il valore della velocità del vento e della sua direzione.
Dal punto di vista strumentale questo limite è definito dalle caratteristiche dell’anemometro; è tipicamente accettato per gli anemometri meccanici usuali un valore soglia di 0.5 m/s della
velocità del vento misurata accompagnato da una varianza sulla direzione del vento superiore al 50-60%.
Dal punto di vista modellistico la gestione della calma di vento è soggetta a diverse interpretazioni dipendenti dai modelli utilizzati.
Per il modello CALPUFF la calma di vento è rappresentata dal valore identicamente nullo della velocità del vento (assenza di trasporto). Quando il valore della velocità è al di sotto di un valore
di soglia (per default 0.5 m/s ma modificabile) vengono adottati dal modello, indipendentemente dalle scelte generali di configurazione adottate nel caso studio, degli accorgimenti
specifici nell’applicazione del normale algoritmo di calcolo delle concentrazioni allo scopo di evidenziare/enfatizzare lo stazionamento dell’inquinante emesso nell’intorno della sorgente determinato
dell’assenza di trasporto.
Per velocità del vento al di sotto del valore di soglia il modello ad esempio:
- disattiva il calcolo del Gradual Plume Rise assumendo quindi che l’altezza efficace del plume si verifichi perpendicolarmente rispetto al punto di emissione;
- disattiva il calcolo del Building Downwash;
- l’inquinante orario emesso vene concentrato in un solo puff;
- la modifica delle sigma diffusive viene considerata solo nel tempo e non nello spazio.
La descrizione completa degli accorgimenti adottati viene descritto al (§ 2.14 pag. 2-144 del Manuale CALPUFF che si può scaricare da questo link.
Il valore di soglia delle calme di vento in MMS CALPUFF viene assegnato attraverso la scheda Impostazioni:
e deve essere considerato come un indicatore che definisce il limite di velocità al di sopra del quale si sviluppa interamente il caratteri diffusionale del trasporto atmosferico dell’inquinante.