Turbulence integral length and footprint dimension with reference to experimental data measured over maize cultivation in Po Valley, Italy

• Autores: D. Masseroni, G. Ravazzani, C. Corbari, M. Mancini
• Localización: Atmósfera, ISSN 0187-6236, ISSN-e 2395-8812, Vol. 25, Nº. 2 (ABR), 2012, págs. 183-198
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    La turbulencia atmosférica en la capa límite planetaria (PBL, por sus siglas en inglés) gobierna el intercambio de masa y energía en el sistema suelo-vegetación-atmósfera. Actualmente existen estaciones micrometeorológicas basadas en la técnica de covarianza turbulenta para la evaluación de los flujos de calor latente y sensible a través de la medición de las fluctuaciones de la componente vertical de la velocidad del viento, de la temperatura y del vapor de agua en la PBL. La interpretación correcta de estas mediciones requiere de la correcta evaluación del área de origen donde se generan los flujos turbulentos. Se han desarrollado muchos enfoques diferentes para calcular esta área de origen, pero no existe ningún consenso general sobre la precisión y la aplicabilidad de esos métodos. El objetivo de este trabajo es demostrar que existe una relación entre el área de origen típica que afecta al instrumental y los torbellinos que son responsables del transporte de la energía cinética turbulenta (TKE, por sus siglas en inglés). Se realizó una serie de mediciones con una estación micrometeorológica situada en un campo de maíz en Landriano, en el valle del Po, Italia. Los resultados demuestran que la dimensión de los torbellinos está en estrecha relación con la dimensión del área de origen, proponiendo un nuevo enfoque para el estudio de la covarianza turbulenta con base en en las dimensiones de los torbellinos.

  • English

    The atmospheric turbulence in the planetary boundary layer (PBL) governs the mass and energy exchange over the soil-vegetation-atmosphere system. Micrometeorological stations based on the eddy-covariance technique have been recently developed for the assessment of latent and sensible heat fluxes through high frequency measurements of the fluctuating component of wind velocity, temperature and air water content in the PBL. Correct interpretation of such measurements requires assessment of the actual source area (footprint) contributing to the eddy fluxes (latent and sensible heat). Many different approaches have been developed to estimate the source area function but there is no general consensus on the accuracy and applicability of these methods. The objective of this work is to demonstrate the existence of a relationship between the representative source area for eddy covariance measurements, and the large eddies responsible for the transport of turbulent kinetic energy (TKE). Moreover, the energy balance closure was used to analyze the possible effects of the different lengths of the source area on the heat fluxes. A series of measurements were carried out in a micrometeorological eddy covariance station located in a maize field in Landriano in Po Valley (PV), Italy. The results show that the dimension of the large eddies is tightly bound to the footprint size, leading to a new approach to study the eddy covariance measure based on the assessment of the turbulence scale.