La tecnica della correlazione turbolenta

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La tecnica della correlazione turbolenta (eddy covariance o eddy correlation) permette una misura diretta dello scambio di CO2, vapore acqueo e calore sensibile tra la biosfera e l’atmosfera. La tecnica si basa sul principio che il flusso verticale di un’entità in uno strato di turbolenza superficiale è direttamente proporzionale alla covarianza della velocità verticale e direttamente proporzionale alla concentrazione dell’entità stessa. Dopo circa 40 anni dai primi utilizzi, oggi questa tecnica di misura si è molto diffusa, grazie soprattutto alla commercializzazione di strumenti scientifici con alte performance di analisi e acquisizione. Nel 1995 un gruppo di scienziati ha raccomandato l’uso di questa tecnica di misura per cercare di chiudere il bilancio del carbonio e dell’acqua a scala regionale e globale, a seguito dell’iniziativa sono poi nati una serie di network internazionali di stazioni eddy covariance oggi attivi come Euroflux, Ameriflux e Fluxnet che contano più di 250 torri di misura che raccolgono dati in continuo.

La tecnica della correlazione turbolenta prevede l’installazione di strumenti alla sommità di una torre che sovrasta di qualche metro la superficie che emette o assorbe gas. I vantaggi principali di questa tecnica di misura sono:

– non è una misurazione invasiva, infatti non altera le condizioni ambientali;
– è una misurazione media nello spazio dei flussi riferita ad una determinata area di base di riferimento (footprint);
– è una misurazione che avviene in continuo (long-term measurement).

La correlazione turbolenta misura la sensitività dell’ecosistema alle variazioni del clima, ovvero calcola la risposta dell’ecosistema sia in termini di breve periodo (su base oraria) che di lungo periodo (su base stagionale o annua) alle variazioni ambientali nei processi di controllo dell’assorbimento di anidride carbonica e sullo scambio di vapore acqueo. Misurando direttamente gli scambi di massa e di gas tra il suolo, la vegetazione e l’atmosfera, l’eddy covariance permette di sviluppare specifici algoritmi di calcolo per l’applicazione territoriale delle misure puntuali.