压强梯度力

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 G = − 1 ρ ∇ {displaystyle G=-{frac {1}{rho }}nabla }其中 ∇ = − 1 ρ ( ∂ p ∂ x i → + ∂ p ∂ y j → + ∂ p ∂ z k → ) {displaystyle nabla =-{frac {1}{rho }}({frac {partial p}{partial x}}{vec {i}}+{frac {partial p}{partial y}}{vec {j}}+{frac {partial p}{partial z}}{vec {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： F x m = − 1 ρ d p d x {displaystyle {frac {F_{x}}{m}}=-{frac {1}{rho }}{frac {dp}{dx}}}Y方向： F y m = − 1 ρ d p d y {displaystyle {frac {F_{y}}{m}}=-{frac {1}{rho }}{frac {dp}{dy}}}Z方向： F z m = − 1 ρ d p d z {displaystyle {frac {F_{z}}{m}}=-{frac {1}{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：G h = − 1 ρ ∇ p h {displaystyle G_{h}=-{frac {1}{rho }}nabla p_{h}}其中 ∇ p h = ∂ p ∂ x i → + ∂ p ∂ y j → = ∂ p ∂ n ≈ △ p △ n {displaystyle nabla p_{h}={frac {partial p}{partial x}}{vec {i}}+{frac {partial p}{partial y}}{vec {j}}={frac {partial p}{partial n}}approx {frac {vartriangle p}{vartriangle n}}}△ p {displaystyle vartriangle p} 为水平方向上相距为 △ n {displaystyle vartriangle 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 10 4 {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。G z = − 1 ρ ∂ p ∂ z {displaystyle G_{z}=-{frac {1}{rho }}{frac {partial p}{partial z}}}