圧力勾配

流体力学と流体静力学において、圧力勾配（典型的には空気の圧力勾配だが、より一般的にはあらゆる流体の圧力勾配）は、特定の場所の周囲で圧力が最も急速に増加する方向と速度を表す物理量である。圧力勾配は、パスカル毎メートル（Pa/m）の単位で表される次元量である。数学的には、位置の関数としての圧力勾配である。流体静力学における圧力勾配は、体積力密度（一般化されたステヴィンの法則）に等しい。

石油地質学および石油化学の分野における油井、より具体的には流体静力学では、圧力勾配は坑井内の流体柱の垂直圧力勾配を指し、通常は平方インチ当たりポンド/フィート( psi/ft) で表されます。この流体柱は、上にある流体の複合圧力勾配の影響を受けます。柱の経路と形状はまったく関係ありません。柱の垂直深さのみが、その柱内の任意の点の垂直圧力と、任意の真の垂直深さに対する圧力勾配に関係します。

圧力勾配の概念は、空気（より一般的には調査対象の流体）の局所的な特性です。圧力勾配は、圧力（より一般的には流体力学）自体が定義される空間スケールでのみ定義されます。

惑星の 大気（地球の大気を含む）内では、圧力勾配はおおよそ下向きのベクトルです。これは、圧力が垂直方向に最も急速に変化し、下向きに増加するためです（垂直圧力変化を参照）。対流圏の圧力勾配の強さ（またはノルム）の値は、通常、9 Pa/m（または90 hPa/km）のオーダーです。

圧力勾配には、小さいながらも重要な水平成分が含まれることが多く、これが大気中の風の循環に大きく関与しています。水平圧力勾配は、圧力勾配を局所的な水平面に投影した 2 次元ベクトルです。地球の表面近くでは、この水平圧力勾配力は高圧から低圧へと向かいます。ある特定の時間と場所におけるその方向は、気象状況に大きく依存します。中緯度では、典型的な水平圧力勾配は 10 ⁻² Pa/m (または 10 Pa/km)のオーダーの値をとりますが、気象前線内ではこれよりかなり高い値になります。

異なる場所間の気圧の違いを解釈することは、天気予報を含む多くの気象学および気候学の分野における基本的な要素です。前述のように、圧力勾配は、空気を風として動かすために空気に作用する主な力の 1 つです。圧力勾配力は高気圧から低気圧に向かうことに注意してください。したがって、圧力勾配自体とは反対の方向を向いています。

音響学では、オイラーの方程式に従って、圧力勾配は音粒子の加速度に比例します。音波と衝撃波は非常に大きな圧力勾配を引き起こす可能性がありますが、これらは振動性であり、多くの場合一時的な障害です。

• 逆圧力勾配
• 力密度
• 等圧線
• ジオポテンシャル高度
• 地衡風
• 原始方程式
• 温度勾配

• Conner A. Perrine (1967) 「大気一般循環の性質と理論」、世界気象機関、出版物 No. 218、ジュネーブ、スイス。
• Robert G. Fleagle とJoost A. Businger (1980) 「大気物理学入門」、第 2 版、Academic Press、International Geophysics Series、第25巻、ISBN  0-12-260355-9。
• John S. Wallace と Peter V. Hobbs (2006) 「大気科学：入門調査」、第 2 版、Academic Press、International Geophysics Series、ISBN 0-12-732951-X。 

• IPCC第三次評価報告書