Gradient de pression
En sciences de l'atmosphère (météorologie, climatologie et domaines connexes), le gradient de pression (typiquement de l'air et plus généralement, de tout fluide) est une grandeur physique qui décrit en quelle direction et selon quelle vitesse la pression change le plus rapidement autour d'un endroit particulier. Le gradient de pression est une quantité dimensionnelle exprimée en unités de pression par unité de longueur, soit en Pa/m
Mathématiquement, il est obtenu par l'application du nabla à une pression fonction de la position. Le gradient négatif de pression est connu comme la densité de force.
En Géologie du pétrole et dans les sciences pétrochimiques relatives aux puits de pétrole, et plus précisément dans la pression hydrostatique, les gradients de pression sont constitué par le gradient vertical de pression dans une colonne de fluide à l'intérieur d'un puits de forage généralement exprimée en psi/ft. Cette colonne de liquide est soumise à l'enceinte gradient de pression de la sus-jacente fluides. Le chemin et la géométrie de la colonne sont totalement sans importance, seule la profondeur verticale de la colonne a une pertinence sur la pression verticale de n'importe quel point à l'intérieur de la colonne et le gradient de pression pour une profondeur verticale vraie.
L'interprétation physique
Strictement parlant, la notion de gradient de pression est une caractérisation locale de l'air (et plus généralement du fluide examiné). Le gradient de pression est défini uniquement à ces échelles spatiales dans lesquelles la pression (plus généralement la dynamique des fluides) elle-même est définie.
Au sein des atmosphères planétaire (y compris la Terre), le gradient de pression est un vecteur pointant à peu près vers le bas, parce que la pression change plus rapidement à la verticale, en augmentant vers le bas, voir la variation de pression verticale. La valeur de la force (ou norme) du gradient de pression dans la troposphère est typiquement de l'ordre de 9 Pa/m (ou 90 hPa/km).
Le gradient de pression a souvent une composante horizontale petite mais essentielle, qui est en grande partie responsable de la circulation du vent . Le gradient de pression horizontale est un vecteur bidimensionnel résultant de la projection du gradient de pression sur un plan horizontal local.
Près de la surface de la Terre, cette force de gradient de pression horizontale est dirigée de la plus haute vers la basse pression. Son orientation particulière, à tout moment et à l'endroit dépend fortement de la situation météorologique. À latitudes moyennes, le gradient de pression horizontal peut prendre des valeurs de l'ordre de 10-2 Pa/m (ou 10 Pa/km), bien que des valeurs plus élevées se produisent plus volontiers à l'intérieur des fronts météorologiques .
Pertinence climatique
Les différences de pression atmosphérique entre les différents lieux sont essentiels dans la prévision météorologique et climatique. Comme indiqué ci-dessus, le gradient de pression constitue l'une des principales forces agissant sur l'air et qui le fait déplacer, comme le vent. Notez que la force de gradient de pression pointe des zones de haute pression vers les zones de basse pression, elle est donc orienté dans la direction opposée de celle du gradient de pression lui-même.
Les ondes sonores et des ondes de choc sont des événements qui peuvent induire de très grands gradients de pression, mais ce sont souvent des perturbations transitoires.
Voir aussi
- Gradient
- Densité de force
- Isoplèthe
- Hauteur de géopotentiel
- Vent géostrophique
- Les équations primitives
- Gradient de température