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).
The pressure gradient often has a small but critical horizontal component, which is largely responsible for wind circulation in the atmosphere. The horizontal pressure gradient is a two-dimensional vector resulting from the projection of the pressure gradient onto a local horizontal plane. Near the Earth's surface, this horizontal pressure gradient force is directed from higher toward lower pressure. Its particular orientation at any one time and place depends strongly on the weather situation. At mid-latitudes, the typical horizontal pressure gradient may take on values of the order of 10−2 Pa/m (or 10 Pa/km), although rather higher values occur within meteorological fronts.
Interpreting differences in air pressure between different locations is a fundamental component of many meteorological and climatological disciplines, including weather forecasting. As indicated above, the pressure gradient constitutes one of the main forces acting on the air to make it move as wind. Note that the pressure gradient force points from high towards low pressure zones. It is thus oriented in the opposite direction from the pressure gradient itself.
In acoustics, the pressure gradient is proportional to the sound particle acceleration according to Euler's equation. Sound waves and shock waves can induce very large pressure gradients, but these are oscillatory, and often transitory disturbances.