Gradiente de presión

En ciencias atmosféricas, como la meteorología y la climatología, el gradiente de presión o gradiente de presión es la magnitud física que describe en qué dirección y a qué velocidad se tiene la variación de presión máxima en un lugar determinado. El gradiente de presión es una magnitud dimensional cuyas unidades de medida son la presión por unidad de longitud, expresada en Pa / m. Matemáticamente se obtiene aplicando el operador Nabla a la presión en función de la posición.

Dado que la presión es una magnitud intensiva, es decir, una función continua y diferenciable de las tres dimensiones (es decir, un campo escalar) donde x, Y Y z son las coordenadas cartesianas de la localidad de interés, el gradiente de presión es una cantidad vectorial definida como

El concepto de gradiente de presión es una caracterización local del aire, o más generalmente del fluido bajo investigación, y se define solo en las escalas espaciales en las que se define la presión. En la atmósfera de un planeta (incluido el terrestre), el gradiente de presión es un vector inclinado hacia abajo, ya que el cambio máximo de presión está en la dirección vertical y aumenta con la disminución de la altitud. El valor de la fuerza del gradiente de presión (es decir, su norma) en la troposfera tiene valores típicos del orden de 9 Pa / m (o 90 hPa/km). El gradiente de presión a menudo tiene un componente horizontal pequeño pero importante, que es responsable de la circulación del viento. El gradiente de presión horizontal es un vector de 2 dimensiones que resulta de la proyección del gradiente de presión en un plano horizontal local. Cerca de la superficie de la Tierra, la dirección de la fuerza del gradiente de presión horizontal va de presiones altas a presiones más bajas. Su orientación particular en cada punto individual en un momento dado depende en gran medida de la situación climática. En latitudes medias, los valores típicos del gradiente de presión horizontal son del orden de 10 -2 Pa/M (o 10 Pa/km), aunque se pueden alcanzar valores más altos en el frente meteorológico.

Las diferencias en la presión atmosférica entre dos lugares son de importancia fundamental en las previsiones meteorológicas y climáticas. El gradiente de presión es una de las principales fuerzas que mueven el aire, provocando el viento. Dado que la fuerza del gradiente de presión va de las zonas de alta presión a las de baja presión, se deduce que está orientado en la dirección opuesta al gradiente de presión. Las ondas sonoras y las ondas de choque son eventos que inducen gradientes de alta presión, pero generalmente se caracterizan solo como una perturbación transitoria.

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