2.5 Toelichting ruwheidslengte

De ruwheidslengte heeft invloed op:

• de verticale atmosferische windprofielen en dus op de transportsnelheid van de pluim
• de hoeveelheid turbulentie in de atmosfeer en dus op de verdunningssnelheid van de pluim
• de hoogte van de grenslaag
• de depositiesnelheid

Windsnelheidsprofiel

De waarde van z₀ is vooral van invloed op het windsnelheidsprofiel kort boven de grond. Naarmate z₀ toeneemt, verandert het snelheidsprofiel zodanig, dat de verschillen tussen windsnelheid op leefniveau en op grotere hoogte groter worden. Bovendien neemt dan ook de hoeveelheid turbulentie toe. Bronnen die zich laag boven het maaiveld bevinden, zijn hiervoor gevoelig.

De mate van turbulentie, en dus de ruwheid, is ook voor hoge bronnen van belang. Het effect is minder sterk dan bij lage bronnen. Het effect is vooral op wat grotere afstand van de bron merkbaar. Bij hoge bronnen duurt het namelijk langer voordat de pluim de grond raakt en heeft de pluim dus meer tijd om te verdunnen.

Grenslaaghoogte

Anderzijds neemt de grenslaaghoogte bij toenemende z₀ toe waardoor een grotere fractie van de pluim binnen de menglaag blijft. De heersende hoeveelheid turbulentie verandert niet op een korte tijdschaal (bijvoorbeeld binnen enkele tientallen seconden) en wordt dan ook vooral bepaald door de gemiddelde ruwheid in een groter gebied.

Gemiddeld is de terreinruwheid tot circa 1 km bovenwinds van de bron bepalend voor de mate van turbulentie en het windsnelheidsprofiel ter plaatse van de bron. Bij plotselinge overgangen, bijvoorbeeld van een overwegend vlak terrein naar een gebied met veel obstakels en vice versa, wordt de turbulentie in geval van twijfel doorgaans het best voorspeld door uit te gaan van de hoogste van de voorkomende ruwheden.

Dit heeft de volgende oorzaak. Bij de overgang van een vlak naar een ruw gebied, zal het ruwe deel al snel bepalend zijn voor de mate van turbulentie en het windsnelheidsprofiel. Dit geldt dan vooral voor lage bronnen. Voor hoge bronnen geldt dat het wat langer duurt voordat het effect van toegenomen ruwheid merkbaar wordt, zie figuur 2.10. Bij de overgang van ruw naar vlak, duurt het enkele kilometers voor de in het eerste, ruwe deel opgebouwde turbulentie is verdwenen.

Figuur 2.10 Effect van een ruwheidsovergang hangt af van de bronhoogte. Brontypen