En hidrodinámica e hidrostática , el gradiente de presión (normalmente del aire , pero más generalmente de cualquier fluido ) es una cantidad física que describe en qué dirección y a qué velocidad aumenta la presión más rápidamente alrededor de una ubicación particular. El gradiente de presión es una cantidad dimensional expresada en unidades de pascales por metro (Pa/m). Matemáticamente, es el gradiente de presión en función de la posición. El gradiente de presión en hidrostática es igual a la densidad de fuerza del cuerpo ( Ley de Stevin generalizada ).
En la geología del petróleo y las ciencias petroquímicas relacionadas con los pozos petrolíferos , y más específicamente en la 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 su columna y el gradiente de presión para cualquier profundidad vertical verdadera dada .
El concepto de gradiente de presión es una caracterización local del aire (en términos más generales, del fluido en estudio). El gradiente de presión se define únicamente en las escalas espaciales en las que se define la presión (en términos más generales, la dinámica de fluidos ).
En las atmósferas planetarias (incluida la de la Tierra ), el gradiente de presión es un vector que apunta aproximadamente hacia abajo, porque la presión cambia más rápidamente en sentido vertical, aumentando hacia abajo (véase variación de presión vertical ). El valor de la fuerza (o norma ) del gradiente de presión en la troposfera es típicamente del orden de 9 Pa/m (o 90 hPa/km).
El gradiente de presión suele tener un componente horizontal pequeño pero crítico, que es en gran medida responsable de la circulación del viento en la atmósfera. El gradiente de presión horizontal es un vector bidimensional resultante de la proyección del gradiente de presión sobre un plano horizontal local. Cerca de la superficie de la Tierra , esta fuerza de gradiente de presión horizontal se dirige desde una presión más alta hacia una más baja. Su orientación particular en un momento y lugar determinados depende en gran medida de la situación meteorológica. En latitudes medias , el gradiente de presión horizontal típico puede adoptar valores del orden de 10 −2 Pa/m (o 10 Pa/km), aunque se dan valores bastante más altos dentro de los frentes meteorológicos .
La interpretación de las diferencias de presión atmosférica entre distintas localizaciones es un componente fundamental de muchas disciplinas meteorológicas y climatológicas , incluida la previsión meteorológica . Como se ha indicado anteriormente, el gradiente de presión constituye una de las principales fuerzas que actúan sobre el aire para hacer que se mueva en forma de viento. Obsérvese que la fuerza del gradiente de presión apunta desde las zonas de alta presión hacia las de baja presión. Por tanto, está orientada en dirección opuesta al 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.