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Gradiente de temperatura

Un gradiente de temperatura es una magnitud física que describe en qué dirección y a qué velocidad cambia la temperatura más rápidamente alrededor de un punto determinado. El gr...

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Un gradiente de temperatura es una magnitud física que describe en qué dirección y a qué velocidad cambia la temperatura más rápidamente alrededor de un punto determinado. El gradiente espacial de temperatura es una magnitud vectorial con dimensiones de diferencia de temperatura por unidad de longitud . La unidad del SI es el kelvin por metro (K/m).

Los gradientes de temperatura en la atmósfera son importantes en las ciencias atmosféricas ( meteorología , climatología y campos relacionados).

Descripción matemática

Suponiendo que la temperatura T es una magnitud intensiva , es decir, una función unívoca, continua y diferenciable del espacio tridimensional (a menudo llamada campo escalar ), es decir, que

T=T(incógnita,y,z){\displaystyle T=T(x,y,z)}

donde x , y y z son las coordenadas de la ubicación de interés, entonces el gradiente de temperatura es la cantidad vectorial definida como

∇T=(∂T∂incógnita,∂T∂y,∂T∂z){\displaystyle \nabla T={\begin{pmatrix}{\frac {\partial T}{\partial x}},{\frac {\partial T}{\partial y}},{\frac {\partial T}{\partial z}}\end{pmatrix}}}

Procesos físicos

Meteorología

Las diferencias de temperatura del aire entre distintas ubicaciones son cruciales para la predicción meteorológica y el clima. La absorción de la luz solar en la superficie del planeta o cerca de ella aumenta el gradiente de temperatura y puede provocar convección (un proceso importante en la formación de nubes , a menudo asociado con precipitaciones ). Los frentes meteorológicos son regiones donde el gradiente de temperatura horizontal puede alcanzar valores relativamente altos, ya que constituyen los límites entre masas de aire con propiedades bastante distintas.

Es evidente que el gradiente de temperatura puede variar considerablemente con el tiempo, por ejemplo, debido al calentamiento y enfriamiento diurno o estacional. Esto suele ocurrir durante una inversión térmica . Por ejemplo, durante el día la temperatura a nivel del suelo puede ser fría, mientras que en las capas superiores de la atmósfera es más cálida. Al caer la noche, la temperatura puede descender rápidamente, mientras que en otras zonas del terreno permanece más cálida o más fría a la misma altitud . Esto sucede a veces en la costa oeste de Estados Unidos debido a la geografía.

Desgaste

La expansión y contracción de la roca, causada por los cambios de temperatura durante un incendio forestal , a través de la meteorización por estrés térmico , puede provocar un choque térmico y el consiguiente fallo estructural.

Temperatura interior

Véase también

Referencias

  • Edward N. Lorenz (1967). Naturaleza y teoría de la circulación general de la atmósfera . Publicación n.º 218. Ginebra, Suiza: Organización Meteorológica Mundial.
  • MI Budyko (1978). Clima y vida . Serie Internacional de Geofísica. Vol.  18. Academic Press. ISBN 0-12-139450-6.
  • Robert G. Fleagle; Joost A. Businger (1980). Introducción a la física atmosférica . Serie Internacional de Geofísica. Vol.  25. Academic Press. ISBN 0-12-260355-9.
  • David Miller (1981). Energía en la superficie de la Tierra  : una introducción a la energética de los ecosistemas . Academic Press. ISBN 978-0-08-095460-8.
  • John M. Wallace; Peter V. Hobbs (2006). Ciencia atmosférica: una introducción . Elsevier. ISBN 978-0-08-049953-6.
  • Tercer Informe de Evaluación del IPCC
  • Representación gráfica del gradiente de temperatura (Herramientas) .