En hidrodinámica e hidrostática , el gradiente de presión (típicamente del aire pero más generalmente de cualquier fluido ) es una cantidad física que describe en qué dirección y a qué velocidad la presión aumenta más rápidamente alrededor de un lugar 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 petroleros , y más específicamente dentro de 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. El recorrido y la geometría de la columna son totalmente irrelevantes; sólo 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 (más generalmente del fluido bajo investigación). El gradiente de presión se define sólo en estas escalas espaciales en las que se define la presión (más generalmente la dinámica de fluidos ).
Dentro de 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 verticalmente, aumentando hacia abajo (ver variación de presión vertical ). El valor de la fuerza (o norma ) del gradiente de presión en la troposfera suele ser del orden de 9 Pa/m (o 90 hPa/km).
El gradiente de presión suele tener una componente horizontal pequeña pero crítica, 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 del gradiente de presión horizontal se dirige desde la presión más alta hacia la más baja. Su orientación particular en cualquier momento y lugar depende en gran medida de la situación meteorológica. En latitudes medias , el gradiente de presión horizontal típico puede adquirir valores del orden de 10 −2 Pa/m (o 10 Pa/km), aunque se producen valores bastante más altos dentro de los frentes meteorológicos .
Interpretar las diferencias en la presión del aire entre diferentes ubicaciones es un componente fundamental de muchas disciplinas meteorológicas y climatológicas , incluida la predicción del tiempo . Como se indicó anteriormente, el gradiente de presión constituye una de las principales fuerzas que actúan sobre el aire para hacerlo moverse como viento. Tenga en cuenta que la fuerza del gradiente de presión apunta desde las zonas de alta presión hacia las de baja presión. Por tanto, está orientado 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.