Forholdet mellem trykgradient og vindhastighed

Trykgradienten er ændringen i barometrisk tryk over en afstand. Store ændringer inden for kortere afstande svarer til høje vindhastigheder, mens miljøer, der udviser mindre forandring i tryk med afstand, genererer lavere eller ikke-eksisterende vind. Dette skyldes, at højere trykluft altid bevæger sig mod luft af lavere tryk i et forsøg på at opnå balance i atmosfæren. Stejlere gradienter resulterer i et stærkere tryk.

Identifikation

Vejrkort overflade viser barometrisk tryk med linjer med lige pres eller isobarer. Disse linjer, også kendt som trykkonturer, er normalt i intervaller på fire millibarer (mb). Disse konturer danner cirkler omkring høj- og lavtrykssystemer på et kort. Tæt afstande konturer betyder høje vinde. Fordi trykket generelt falder med højden, anvendes der en udjævningsmetode, der konverterer alle stationer til standard havniveau tryk, som anses for at være 1013 mb eller 29,92 tommer kviksølv (inHg).

Matematik af gradient

Den høje til lave kraft, der forårsager vind og dens hastighed virker på synoptiske skalaer som dem, der er afbildet på konventionelle overfladekort. Gradienter kan også forekomme på skalaer, der er meget mindre end de høje og lave systemer, der er forbundet med middelbredde systemer. Et eksempel er en mikroburst, der forekommer inden for en individuel tordenvejr. En mikroburst er en vertikal trykgradient forårsaget af eksisterende tør luft under eller ind i tordenvejr. Regnen fordamper i denne tørre luft og forårsager afkøling. Kold luft er tættere og derved skaber højere trykluft, der falder til overfladen.

Geografisk skala

Den høje til lave kraft, der forårsager vind og dens hastighed virker på synoptiske skalaer som dem skildring på konventionelle overfladekort. Gradienter kan også forekomme på skalaer, der er meget mindre end de høje og lave systemer, der er forbundet med tordenvejr i mellembredden. Et eksempel er en mikroburst, der forekommer inden for en individuel tordenvejr. En mikroburst er en vertikal trykgradient forårsaget af eksisterende tør luft under eller ind i tordenvejr. Regnen fordamper i denne tørre luft og forårsager afkøling. Kølig luft er tættere og derved skaber højere trykluft, der falder til overfladen.

Præcis forhold

Vindhastighed bestemmes af trykgradient, så hvilken gradient svarer til en bestemt vindhastighed? Ifølge The Weather Book af Jack Williams, vil en "halv pund per kvadrat tommer trykforskel mellem steder 500 miles fra hinanden accelerere stadig luft til en 80 mph vind om tre timer." Med erfaring med at kigge på kort over et bestemt område kan vindhastigheden estimeres ved at se på isobar afstand. Dette er svært at være præcis, fordi andre faktorer som friktion, Coriolis-effekten og "spin out" og latitude påvirker hastigheden. Et eksempel fra metservice.com er "en afstand på omkring to grader breddegrad (med lige isobarer) betyder friske vinde om Auckland, men en storm over Fiji."

Misforståelser

Ifølge et online papir fra Central Michigan University er det ikke sandt, at luften altid følger trykgradientstyrken fra høj til lav. Nedadgående vertikal bevægelse kan ske med lav strømning til høj. Dette er et resultat af tyngdekraften, der simpelthen er større end trykgradienten.