气压梯度力

压强梯度力事实上并不是真正意义上的“力”，它其实是由于气压不同而产生的空气加速度(即单位质量所受的力)。它是产生从高气压区向低气压区的空气加速度的原因，产生风。在气象学中, 分为水平气压梯度力和垂直气压梯度力。气压梯度力是向量，其大小决定于气压梯度和空气的密度。方向垂直于等压面并由高气压指向低气压方向。

合力${\displaystyle G=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\mathrm{\nabla <!--\; \nabla \; -->}}$

其中${\displaystyle \mathrm{\nabla <!--\; \nabla \; -->}=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}(\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}x}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{i}+\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}y}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{j}+\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}z}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{k})}$

可根据下列公式分别计算X，Y，Z方向上的气压梯度力：

X方向： ${\displaystyle \frac{F_x}{m}=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\frac{dp}{dx}}$

Y方向： ${\displaystyle \frac{F_y}{m}=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\frac{dp}{dy}}$

Z方向： ${\displaystyle \frac{F_z}{m}=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\frac{dp}{dz}}$

1、垂直等压线

2、高气压向低气压

水平气压梯度力是气压梯度力在水平方向上的分量，它用来描述空气的水平运动。

水平方向上，气压梯度力可以用下式计算：

${\displaystyle G_h=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\mathrm{\nabla <!--\; \nabla \; -->}{p}_h}$

其中${\displaystyle \mathrm{\nabla <!--\; \nabla \; -->}{p}_h=\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}x}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{i}+\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}y}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{j}=\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}n}\approx <!--\; \approx \; -->\frac{△<!--\; △\; -->p}{△<!--\; △\; -->n}}$

${\displaystyle △<!--\; △\; -->p}$为水平方向上相距为${\displaystyle △<!--\; △\; -->n}$的两点气压差。

气压在垂直方向上的分量，称为垂直气压梯度力。

实际大气中，垂直气压梯度力比水平气压梯度力大很多。约为水平气压梯度力的${\displaystyle {10}^4}$倍。虽然垂直气压梯度力的值较大，但是由于在竖直方向有重力与其平衡，因此空气所受的总的垂直分力并不大，垂直气压梯度力对于空气的运动作用较小。

${\displaystyle G_z=-<!--\; -\; -->\frac{1}{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}\frac{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}p}{\mathrm{\partial <!--\; \partial \; -->}z}}$