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Rugosite du paysage et diffusion atmospherique
Etude theorique a partir des equations de sutton
Résumé Les rideaux d'arbres utilisés comme brise-vent modifient le processus de diffusion atmosphérique, et, par suite, les conditions de localisation et d'intensité de dépôt des polluants émis dans l'atmosphère. Cette action peut être strictement locale dans le cas d'un brise-vent isolé, ou étendue à l'échelle régionale lorsqu'il s'agit de réseaux de brise-vent, qui introduisent de nouveaux éléments de rugosité dans le paysage. Les conséquences de cette modification de la rugosité du paysage sont étudiées de manière théorique. Les développements analytiques sont simplifiés par l'utilisation d'hypothèses restrictives, concernant, d'une part, la définition de la surface considérée (supposée homogène sur une étendue suffisamment grande, à la fois en amont et en aval de la source d'émission), d'autre part l'adoption de conditions de stabilité atmosphérique proches de la neutralité. La forte rugosité ainsi créée tend à accroître le transfert turbulent d'énergie mécanique et donc le pouvoir dispersif de l'atmosphère. L'effet résultant est quantifié de deux manières indépendantes, en utilisant séparément la méthode du coefficient de transfert et la méthode de la théorie statistique. Les résultats sont en bon accord dans un cas particulier commun (celui d'une source linéaire infinie continue au niveau du sol). Dans le cas des sources élevées, des expressions modifiées des coefficients de diffusion généralisés de Sutton ont été établies. Elles sont de la forme ▪ L'accroissement de rugosité tend à rapprocher le point de concentration maximum du pied de la cheminée, et, par ailleurs, à réduire l'extension de la zone de forte concentration. Ces résultats théoriques ne peuvent être applicables aux régions de forte rugosité que lorsque les hypothèses restrictives précédemment énoncées sont vérifiées. L'extension à des cas plus généraux est seulement esquissée dans le texte. Cette étude prend uniquement en compte l'effet des rideaux d'arbres à l'échelle régionale. En fait, près du sol, l'influence locale de chaque brise-vent devrait être surimposée à cette influence régionale. Par suite, les concentrations au sol définies dans cette étude ne sont que des valeurs hypothétique, à partir desquelles les concentrations réelles au niveau du sol devraient être déterminées en considérant les effets locaux tels qu'ils sont définis dans l'étude expérimentale de Caput et al. (1972).
Abstract It may be thought that treebelts acting as windbreaks will modify the process of atmospheric diffusion and, consequently, the conditions of localization and intensity of the deposition of pollutants emitted into the atmosphere. That action may be strictly local in the case of a single windbreak, or extended to a regional scale by using networks of windbreaks, which create new roughness elements in the landscape. Consequences of that modification of land surface roughness are studied theoretically. Analytical developments are simplified by using restrictive hypotheses, relative to the definition of the concerned surface (which is supposed to be homogeneous on a sufficiently large extent, both upwind and downwind of the emission source) and the adoption of near-neutral atmospheric stability conditions. The high regional roughness so created tends to increase the turbulent transfer of momentum and, following the dispersive power of the atmosphere. The resulting effect is quantified in two independent ways, using separately the eddy diffusivity method and the statistical theory method. Results are in good agreement for a common case (continuous cross-wind infinite line source at ground level). For the case of elevated sources, modified expressions of Sutton's generalized diffusion coefficients are established with the following form ▪ The increase in roughness tends to bring the point of maximum concentration nearer the foot of stack, and the extent of the zone of high surface concentrations is reduced. These theoretical findings are expected to be valid for high roughness regions only when the restrictive hypotheses previously defined are verified. The extension to a more general case is merely outlined in the text. This study just takes into account the effect of treebelts for a regional scale. In fact, near the ground, the local influence of each windbreak would have to be superimposed to this regional influence. Ground concentrations defined in this study are only hypothetical values, from which real ground concentrations could be determined by considering local effects as defined by the experimental study of Caput et al. (1972).
Rugosite du paysage et diffusion atmospherique
Etude theorique a partir des equations de sutton
Résumé Les rideaux d'arbres utilisés comme brise-vent modifient le processus de diffusion atmosphérique, et, par suite, les conditions de localisation et d'intensité de dépôt des polluants émis dans l'atmosphère. Cette action peut être strictement locale dans le cas d'un brise-vent isolé, ou étendue à l'échelle régionale lorsqu'il s'agit de réseaux de brise-vent, qui introduisent de nouveaux éléments de rugosité dans le paysage. Les conséquences de cette modification de la rugosité du paysage sont étudiées de manière théorique. Les développements analytiques sont simplifiés par l'utilisation d'hypothèses restrictives, concernant, d'une part, la définition de la surface considérée (supposée homogène sur une étendue suffisamment grande, à la fois en amont et en aval de la source d'émission), d'autre part l'adoption de conditions de stabilité atmosphérique proches de la neutralité. La forte rugosité ainsi créée tend à accroître le transfert turbulent d'énergie mécanique et donc le pouvoir dispersif de l'atmosphère. L'effet résultant est quantifié de deux manières indépendantes, en utilisant séparément la méthode du coefficient de transfert et la méthode de la théorie statistique. Les résultats sont en bon accord dans un cas particulier commun (celui d'une source linéaire infinie continue au niveau du sol). Dans le cas des sources élevées, des expressions modifiées des coefficients de diffusion généralisés de Sutton ont été établies. Elles sont de la forme ▪ L'accroissement de rugosité tend à rapprocher le point de concentration maximum du pied de la cheminée, et, par ailleurs, à réduire l'extension de la zone de forte concentration. Ces résultats théoriques ne peuvent être applicables aux régions de forte rugosité que lorsque les hypothèses restrictives précédemment énoncées sont vérifiées. L'extension à des cas plus généraux est seulement esquissée dans le texte. Cette étude prend uniquement en compte l'effet des rideaux d'arbres à l'échelle régionale. En fait, près du sol, l'influence locale de chaque brise-vent devrait être surimposée à cette influence régionale. Par suite, les concentrations au sol définies dans cette étude ne sont que des valeurs hypothétique, à partir desquelles les concentrations réelles au niveau du sol devraient être déterminées en considérant les effets locaux tels qu'ils sont définis dans l'étude expérimentale de Caput et al. (1972).
Abstract It may be thought that treebelts acting as windbreaks will modify the process of atmospheric diffusion and, consequently, the conditions of localization and intensity of the deposition of pollutants emitted into the atmosphere. That action may be strictly local in the case of a single windbreak, or extended to a regional scale by using networks of windbreaks, which create new roughness elements in the landscape. Consequences of that modification of land surface roughness are studied theoretically. Analytical developments are simplified by using restrictive hypotheses, relative to the definition of the concerned surface (which is supposed to be homogeneous on a sufficiently large extent, both upwind and downwind of the emission source) and the adoption of near-neutral atmospheric stability conditions. The high regional roughness so created tends to increase the turbulent transfer of momentum and, following the dispersive power of the atmosphere. The resulting effect is quantified in two independent ways, using separately the eddy diffusivity method and the statistical theory method. Results are in good agreement for a common case (continuous cross-wind infinite line source at ground level). For the case of elevated sources, modified expressions of Sutton's generalized diffusion coefficients are established with the following form ▪ The increase in roughness tends to bring the point of maximum concentration nearer the foot of stack, and the extent of the zone of high surface concentrations is reduced. These theoretical findings are expected to be valid for high roughness regions only when the restrictive hypotheses previously defined are verified. The extension to a more general case is merely outlined in the text. This study just takes into account the effect of treebelts for a regional scale. In fact, near the ground, the local influence of each windbreak would have to be superimposed to this regional influence. Ground concentrations defined in this study are only hypothetical values, from which real ground concentrations could be determined by considering local effects as defined by the experimental study of Caput et al. (1972).
Rugosite du paysage et diffusion atmospherique
Etude theorique a partir des equations de sutton
Seguin, B. (author)
Atmospheric Environment ; 7 ; 429-442
1972-10-05
14 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
French
La mesure de la rugosite des surfaces
Engineering Index Backfile | 1935
DataCite | 1922
|Modelisation de la rugosite des surfaces fraisees
British Library Online Contents | 2003
|Traitement selectif de la rugosite des surfaces. Applications industrielles
British Library Online Contents | 2000
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