Calore alla Superficie

Bilancio di calore alla superficie
Grafico (Stull 1988)
Scala 1:100

I termini del bilancio di calore alla superficie, di giorno (a) e di notte (b)  (Stull 1988)

Gli scambi di calore tra suolo e atmosfera modificano temperatura, umidità e stabilità dello strato limite atmosferico, perciò in definitiva influenzano le condizioni microclimatiche dei nostri ambienti di vita.
In prima approssimazione, e in particolare trascurando il ruolo delle aree urbane, possiamo considerare valido alla superficie il bilancio di calore (Stull 1988)
- Q*s = QH + QE - QG
dove assumiamo che abbiano segno positivo i flussi verso l’alto, e
Q*s = radiazione netta
QH = flusso di calore sensibile
QE = flusso di calore latente
QG = flusso di calore molecolare dal suolo sottostante

I flussi di calore hanno valori diversi tra il giorno e la notte, inoltre variano in base alla stagione, alle condizioni meteorologiche, al contenuto d'acqua nel terreno, al tipo di suolo e di copertura del terreno (tipo di vegetazione ecc.). 

A mezzogiorno di una giornata di sole (sopra la terra), -Q*s è positivo perché la radiazione che proviene dal sole (direttamente o indirettamente) e raggiunge la superficie è maggiore di quella che la superficie riflette ed emette verso l’atmosfera. QH e QE sono positivi, poiché calore sensibile e umidità sono ceduti dal suolo verso l’atmosfera. -QG è positivo poiché la superficie cede calore al suolo sottostante per conduzione molecolare.

Di notte invece (sopra la terra) -Q*s è spesso negativo (il suolo continua a emettere radiazioni infrarosse, anche quando non riceve più radiazioni dal sole). QH è negativo, perché l’aria cede calore al suolo (che si raffredda più velocemente). QE è negativo, perché l’evaporazione diurna ha ceduto il posto alla formazione di rugiada e brina. Anche -QG cambia segno, divenendo negativo: ora è il terreno sottostante a cedere calore alla superficie.

Fonte: Microclima urbano: impatto dell’urbanizzazione sulle condizioni climatiche locali e fattori di mitigazione
A cura di Giovanni Bonafè