Барический градиент

Бари́ческий градие́нт — в гидродинамике — вектор, характеризующий степень изменения давления сплошной среды в пространстве.

По числовой величине барический градиент равен отношению изменения давления на единицу расстояния в том направлении, в котором давление убывает наиболее быстро, то есть вектор направлен по нормали к изобарной поверхности в сторону уменьшения давления.

Вектор барического градиента равен по модулю и направлен противоположно вектору градиента давления:

$\mathbf {G_{b}} =-\nabla P=-\mathbf {grad} \ P=-{\frac {\partial P}{\partial n}}\mathbf {n} ~,$

где $\mathbf {n}$ — единичный вектор направленный по нормали к изобарной поверхности.

В СИ размерность барического градиента — паскаль на метр (Па/м) и совпадает с размерностью объёмной плотности силы (Н/м³).

Барический градиент в метеорологии

В метеорологии различают вертикальный и горизонтальный барические градиенты. Вертикальный барический градиент — это вертикальная компонента вектора барического градиента. В метеорологии обычно пользуются горизонтальным барическим градиентом, который часто называют просто градиентом, то есть составляющей вектора барического градиента, лежащего в горизонтальной плоскости. В горизонтальной плоскости вектор горизонтального градиента нормален к линиям изобар и направлен в сторону уменьшения давления.

Горизонтальный барический градиент вычисляют по атмосферному давлению приведённому к некоторому оговорённому уровню, обычно к уровню моря. В метеорологии эту величину обычно выражают в барах на 100 км.

Модуль вертикального барического градиента много больше модуля горизонтального барического градиента, так как атмосферное давление довольно быстро падает с увеличением высоты. Иногда в метеорологии и в барометрическом нивелировании применяется другая величина для характеристики падения атмосферного давления с высотой — величина обратная вертикальному барическому градиенту и называемая барическая ступень, имеет размерность м/Па, показывающая на сколько метров нужно изменить высоту, чтобы давление изменилось на 1 Па.

Обычно горизонтальный барический градиент невелик и составляет 1—3 мбар на 100 км, но в тропических циклонах и ураганах иногда достигает десятков миллибар на 100 км.

В литературе можно встретить теперь нерекомендованные к использованию, разговорные термины «барометрический градиент» и «барометрическая ступень».

Ненулевой горизонтальный барический градиент является одной из причин, которые приводят к возникновению ветра и циркуляции атмосферы.

Литература

• Барический градиент // Бари — Браслет. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — С. 7. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 3).
• Зубков А. Е., Стехновский Д. И., Петровский Ю. С. Навигационная гидрометеорология (рус.). — М.: Транспорт, 1971. — 278 с. — ISBN 978-5-458-49563-9.