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💨 Dispersione dell'Inquinamento Atmosferico

Un modello semplificato di dispersione a pennacchio gaussiano: portata di emissione, velocità del vento, altezza del camino e classe di stabilità atmosferica determinano una curva di concentrazione al suolo sottovento, confrontata con una linea di riferimento illustrativa.

Meteorologia e Fenomeni Atmosferici3DFacile60 FPS💨 Aria e Vento

Il Modello del Pennacchio Gaussiano

C(x) ≈ Q / (u·σy·σz·2π) × exp(−h²/(2σz²)) stima la concentrazione al suolo sottovento rispetto a una sorgente. Q è la portata di emissione, u è la velocità del vento, h è l'altezza della sorgente (camino), e σy, σz sono la diffusione orizzontale e verticale del pennacchio — entrambe crescenti con la distanza sottovento x. Un termine di riflessione al suolo (che raddoppia la concentrazione) tiene conto degli inquinanti che rimbalzano sul terreno invece di diffondervisi.

Perché il Picco Non è alla Sorgente

Per una sorgente elevata (h > 0), la concentrazione al suolo è in realtà bassa molto vicino al camino, perché il pennacchio non si è ancora diffuso fino al suolo (σz è ancora piccolo, rendendo minimo il termine esponenziale). Man mano che il pennacchio avanza sottovento, σz cresce e il pennacchio tocca il suolo, quindi la concentrazione aumenta — per poi tornare a scendere quando l'espansione crescente di σy·σz distribuisce la stessa massa totale su un'area più ampia. Il risultato è un picco a una certa distanza sottovento, non direttamente sotto il camino.

Classi di Stabilità (Stile Illustrativo Pasquill–Gifford)

La stabilità atmosferica controlla la velocità con cui σy e σz crescono con la distanza. La classe A (molto instabile, tipicamente sole forte e vento leggero) disperde rapidamente gli inquinanti, diluendo velocemente il pennacchio. La classe F (stabile, tipicamente notti calme e serene) disperde molto lentamente, quindi gli inquinanti restano concentrati molto più a lungo sottovento — il classico scenario di "inversione termica" dietro molti gravi episodi di smog.

Informazioni su questa simulazione

Questa simulazione è un modello semplificato di dispersione a pennacchio gaussiano, l'approccio classico da manuale per stimare come un inquinante rilasciato da una sorgente puntuale (un camino, una ciminiera o uno sfiato) si diffonde sottovento. La concentrazione al suolo dipende dalla portata di emissione Q, dalla velocità del vento u (che diluisce il pennacchio trasportandolo via più velocemente), dall'altezza della sorgente h, e dalla classe di stabilità atmosferica, che controlla la velocità con cui il pennacchio si mescola verticalmente e orizzontalmente durante il trasporto. Le unità sull'asse della concentrazione sono normalizzate a scopo didattico, non sono letture reali in µg/m³.

🔬 Cosa mostra

Una curva blu traccia la concentrazione stimata al suolo in funzione della distanza sottovento, tipicamente crescendo da un valore basso vicino al camino fino a un picco (segnato da un punto giallo pulsante) prima di decadere man mano che il pennacchio si disperde. Una linea rossa tratteggiata segna un livello di riferimento illustrativo, ispirato liberamente alla linea guida annuale dell'OMS per il PM2.5 di 5 µg/m³ (anche se in unità normalizzate, non reali).

🎮 Come si usa

Aumenta la Portata di emissione per scalare verso l'alto l'intera curva, aumenta la Velocità del vento per diluirla e abbassarla, e alza l'Altezza del camino per spingere il picco al suolo più lontano sottovento. Cambia la Classe di stabilità da A (molto instabile, dispersione rapida) a F (stabile, dispersione scarsa) per vedere come una notte calma e stabile intrappoli l'inquinamento molto più vicino alla sorgente a concentrazioni più alte rispetto a un pomeriggio ventoso e instabile.

💡 Lo sapevi?

Le inversioni termiche — quando uno strato di aria calda intrappola l'aria più fredda (e l'inquinamento) vicino al suolo — corrispondono alla classe più "stabile" (F) in questo modello, e sono responsabili di molti dei peggiori episodi di smog della storia, perché sopprimono il rimescolamento verticale che altrimenti disperderebbe gli inquinanti verso l'alto e lontano.

Domande frequenti

Perché il picco di concentrazione si trova sottovento e non proprio alla sorgente?

Per un camino elevato, il pennacchio impiega una certa distanza per diffondersi fino al livello del suolo. Molto vicino alla sorgente, la diffusione verticale σz è ancora piccola, quindi poco inquinante ha già raggiunto il suolo. Man mano che il pennacchio avanza, σz cresce, una quantità maggiore raggiunge il livello del suolo e la concentrazione aumenta — finché il pennacchio non si è allargato così tanto che la stessa quantità di inquinante viene diluita su un'area molto più ampia, e la concentrazione torna a scendere.

Cos'è la stabilità atmosferica, e perché è così importante?

La stabilità atmosferica descrive quanto facilmente l'aria si mescola verticalmente. Le condizioni instabili (sole forte, vento leggero, aria calda ascendente) mescolano e disperdono rapidamente gli inquinanti; le condizioni stabili (notti calme e serene con inversione termica) sopprimono il rimescolamento verticale, permettendo agli inquinanti di accumularsi vicino al suolo a concentrazioni molto più alte per la stessa portata di emissione.

I valori di concentrazione in questa simulazione sono veri valori in µg/m³?

No. Si tratta esplicitamente di un modello didattico semplificato e illustrativo — l'asse della concentrazione usa unità relative normalizzate, non microgrammi per metro cubo misurati. La modellazione reale della qualità dell'aria richiede inventari dettagliati delle emissioni, dati meteorologici e software di dispersione validati come AERMOD.

⚙ Dietro le quinte

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