I venti fluviali sono indotti dal contrasto termico quotidiano tra la terra e il fiume. Durante il giorno, temperature più calde sulla terra portano a masse d'aria più leggere che vengono sollevate. Le masse d'aria a loro volta guidano il movimento dell'aria a terra dal fiume verso la terraferma. Successivamente, l'aria si placa sul fiume. Il risultato è una cella di circolazione dell'aria locale chiusa nel piano verticale (Figura 1). Di notte, la terra si raffredda più rapidamente, e la circolazione dell'aria si inverte perché il fiume è più caldo. Poiché queste forze trainanti si combinano con flussi atmosferici sempre più piccoli di alisei e topografia locale, i venti fluviali combinati rimangono sfuggenti e difficili da capire, misurare e simulare. Quindi sorge una domanda chiave:come ottenere prove osservative accurate di queste circolazioni del vento fluviale?

Le tradizionali piattaforme di misurazione della meteorologia e dell'inquinamento non sono in grado di misurare come il vento, temperatura, l'umidità e gli inquinanti atmosferici cambiano con l'altezza sopra il fiume. Pertanto sono stati utilizzati veicoli aerei senza equipaggio di medie dimensioni (UAV, vedi foto). Hanno un potenziale progresso negli studi atmosferici grazie all'estrema manovrabilità nella raccolta di dati ad alte risoluzioni orizzontali e verticali. UAV dotati di sensori sono stati utilizzati per raccogliere informazioni verticali in situ di dati meteorologici e chimici nella bassa atmosfera durante il giorno sul fiume Rio Negro nell'Amazzonia centrale. Sono stati considerati gli impatti del ricircolo atmosferico legato ai venti fluviali sulla qualità dell'aria delle popolazioni umane vicine.

Componente di modellazione

A sostegno dell'interpretazione di queste osservazioni, questo studio include un componente di modellazione per accoppiare le osservazioni sul campo dei venti fluviali e della chimica con analisi di modellazione su scala fine utilizzando una simulazione di grandi vortici (LES). Questo modello è stato sviluppato presso il Meteorology and Air Quality Group della Wageningen University &Research. È anche una componente importante dell'osservatorio Ruisdael.

Le simulazioni LES hanno esaminato gli effetti dei venti fluviali sulla dispersione dell'inquinamento atmosferico. La simulazione LES riproduce esplicitamente la turbolenza e le circolazioni atmosferiche dei venti del Rio delle Amazzoni. Le simulazioni hanno catturato le caratteristiche principali dei venti fluviali osservati dal rilevamento UAV.

Questo studio mostra la necessità di combinare metodologie di misura (droni) e modelli altamente dettagliati (LES). L'implicazione di questo studio è che il ricircolo dell'aria indotto dai venti fluviali rallenta la dispersione dell'inquinamento atmosferico. Cambia anche la distribuzione spaziale e la chimica degli inquinanti atmosferici, e può aumentare il rischio di esposizione umana all'inquinamento atmosferico nella regione rivierasca. I risultati sottolineano la necessità di comprendere l'impatto dei venti fluviali sull'inquinamento atmosferico. Evidenzia che le strategie e le politiche di gestione dell'inquinamento atmosferico in Amazzonia dovrebbero incorporare gli effetti dei venti fluviali per un'efficace mitigazione e controllo dell'inquinamento. Ulteriori ricerche sono in corso con il progetto NWO Cloudroots.