gradiente de presión

En hidrodinámica e hidrostática , el gradiente de presión (típicamente del aire , pero más generalmente de cualquier fluido ) es una magnitud física que describe en qué dirección y a qué velocidad aumenta la presión más rápidamente alrededor de un punto determinado. El gradiente de presión es una magnitud dimensional que se expresa en pascales por metro ( Pa/m). Matemáticamente, es el gradiente de presión en función de la posición. En hidrostática, el gradiente de presión es igual a la densidad de fuerza volumétrica ( Ley de Stevin generalizada ).

En geología del petróleo y ciencias petroquímicas relacionadas con pozos petrolíferos , y más específicamente en hidrostática , los gradientes de presión se refieren al gradiente de presión vertical en una columna de fluido dentro de un pozo y generalmente se expresan en libras por pulgada cuadrada por pie (psi/ft). Esta columna de fluido está sujeta al gradiente de presión compuesto de los fluidos suprayacentes. La trayectoria y la geometría de la columna son totalmente irrelevantes; solo la profundidad vertical de la columna tiene alguna relevancia para la presión vertical de cualquier punto dentro de ella y el gradiente de presión para cualquier profundidad vertical real dada .

El concepto de gradiente de presión es una caracterización local del aire (o, más generalmente, del fluido en estudio). El gradiente de presión se define únicamente en las escalas espaciales en las que se define la presión (o, más generalmente, la dinámica de fluidos ).

Dentro de las atmósferas planetarias (incluida la de la Tierra ), el gradiente de presión es un vector que apunta aproximadamente hacia abajo, ya que la presión cambia más rápidamente en sentido vertical, aumentando hacia abajo (véase variación vertical de la presión ). El valor de la magnitud (o norma ) del gradiente de presión en la troposfera suele ser del orden de 9 Pa/m (o 90 hPa/km).

El gradiente de presión suele tener un componente horizontal pequeño pero crucial, que es en gran medida responsable de la circulación del viento en la atmósfera. El gradiente de presión horizontal es un vector bidimensional que resulta de la proyección del gradiente de presión sobre un plano horizontal local. Cerca de la superficie terrestre , esta fuerza del gradiente de presión horizontal se dirige de mayor a menor presión. Su orientación particular en un momento y lugar determinados depende en gran medida de las condiciones meteorológicas. En latitudes medias , el gradiente de presión horizontal típico puede tomar valores del orden de 10⁻² ^Pa /m (o 10 Pa/km), aunque se producen valores bastante más altos dentro de los frentes meteorológicos .

La interpretación de las diferencias de presión atmosférica entre distintas ubicaciones es un componente fundamental de muchas disciplinas meteorológicas y climatológicas , incluyendo la predicción del tiempo . Como se indicó anteriormente, el gradiente de presión constituye una de las principales fuerzas que actúan sobre el aire para generar el viento. Cabe destacar que la fuerza del gradiente de presión apunta desde las zonas de alta presión hacia las de baja presión. Por lo tanto, su orientación es opuesta a la del propio gradiente de presión.

En acústica , el gradiente de presión es proporcional a la aceleración de las partículas sonoras según la ecuación de Euler . Las ondas sonoras y las ondas de choque pueden inducir gradientes de presión muy grandes, pero se trata de perturbaciones oscilatorias y, a menudo, transitorias.

• Gradiente de presión adverso
• Densidad de fuerza
• Isobara
• Altura geopotencial
• viento geostrófico
• Ecuaciones primitivas
• Gradiente de temperatura

• Conner A. Perrine (1967) La naturaleza y teoría de la circulación general de la atmósfera , Organización Meteorológica Mundial, Publicación No. 218, Ginebra, Suiza.
• Robert G. Fleagle y Joost A. Businger (1980) Introducción a la física atmosférica , Segunda edición, Academic Press, Serie de Geofísica Internacional, Volumen 25 , ISBN 0-12-260355-9.
• John S. Wallace y Peter V. Hobbs (2006) Ciencia atmosférica: una introducción , segunda edición, Academic Press, International Geophysics Series, ISBN 0-12-732951-X.

• Tercer informe de evaluación del IPCC