Megjegyzések
- Üdvözöljük a EarthScience.SE oldalon! Számomra nem világos, mit kérdezsz pontosan. A gradiens azt jelenti, hogy egy numerikus mennyiség növekszik / csökken a térben (térbeli gradiens) vagy az időben (az időbeli gradiens). Általában a légköri tulajdonságok / változók térben és időben változnak. A magas antropogén aktivitású és alacsony antropogén aktivitású régiók közötti levegőszennyezés gradiense lesz. Van egy stabil függőleges hőmérsékleti gradiens (elévülési sebesség). Érted ezt?
- Elnézést a zavarért. @ daniel.neumann szerintem nagyon jól hangzik. Amit mondasz nekem, bármelyik gradienst létrehozhatom a változónak az idő vagy a tér tekintetében. Az összes gradiens, amellyel találkoztam, a tér, nem az idő vonatkozásában mutatkozott meg. A feltételezett matematikai definíciót követjük; ugyanakkor lehetősége van arra, hogy a légkör miatt további irányelveket helyezzenek el. Például vannak állapotváltozók, majd vannak folyamatváltozók, amelyek mindegyikének más jelentése van. Remélem, ez segít megérteni, mire gondoltam.
- Lásd még: physics.stackexchange.com/questions/314369/…
- Sokféle konvenció létezik, például a légköri tudományokban, hogy egy bizonyos gradiens alapértelmezésben mit jelent: a nyomásgradiensről általában azt feltételezik, hogy a vízszintes térben a nyomás megváltozik. A gradiens azonban nagyon általános kifejezés, amely alapvetően egy mennyiség korlátozott vizsgálati területének lineáris változása egy másik mennyiség vonatkozásában.
Válasz
A mások által a megjegyzésekbe írt egyéb információk mellett a színátmenetek mérik a “mennyiség” változásának sebességét.
Vegyünk például egy dombot. Ahogy felmegy a dombra, a magassága nő a domb tövéhez képest. Minél meredekebb a domb, annál gyorsabban változik a magasság. A domb lejtése a domb lejtése. Minél meredekebb a domb, annál nagyobb a magasságváltozás sebessége a megtett távolság vízszintes összetevőjéhez viszonyítva.
Légköri gradiens esetén képzeljük el, hogy két város van, mindegyikben van egy időjárási állomás. A kettő közötti távolság 100 km.
Minden meteorológiai állomás meghatározott időpontokban méri a nyomást &, általában félórás időközönként.
Ha az első város 1011 hPa nyomást és 25 C @ 10 óra hőmérsékletet mér, a második város 10 órakor pedig 1008 hPa nyomást és 20 C hőmérsékletet mér, akkor a két város között nyomás van 0,03 hPa / km gradiens [(1011-1008) / 100]. Hasonlóképpen van 0,05 C / km hőmérsékleti gradiens [(25-20) / 100].
Ha 11 órakor az első város meteorológiai állomása 1012,5 hPa nyomást és hőmérsékletet mutat 28 C, majd az idő múlásával az első város felett 1,5 hPa / h [(1012.5-1011) / 1] és 3 C / h hőmérsékleti gradiens [(28-25) / 1] volt. .
Tehát amikor a lejtőkről van szó, attól függ, hogy mit mérnek (nyomás, hőmérséklet, páratartalom) és mihez mérnek (távolság, idő stb.), és a légköri mennyiségeknél a távolság lehet oldalirányú vagy függőleges távolság.
Válasz
Ellenőrizte a https://en.wikipedia.org/wiki/Gradient ? Ez az az alapdefiníció, amelyben mindenki meg tud egyezni. A vektor $ \ vec \ nabla = \ vec e_x \; \ partial_x + \ vec e_y \; \ partis_y + \ vec e_z \; \ partis_z $ három származékkomponensből áll és három egységvektor $ \ vec e $.
Ahhoz, hogy értelme legyen, skaláris mennyiségre kell hatnia, így csak olyasvalaminek van értelme leírni, mint az említett $ \ vec \ nabla T $ hőmérséklet-gradiensnek.
A meteorológusok gyakran csak egy, a vízszintes komponensről beszélnek. Ez nincs pontosan meghatározva, mivel x és y egyaránt vízszintes komponensek. De ez általában $ \ partial_h T $ -t jelent, amely T deriváltja a h irány mentén, amely az érdeklődés pillanatában van, függetlenül attól, hogy mit mond a merev koordinátarendszer.
A $ \ frac {\ partitális T} {\ részleges x} $ változás mértéke gyakran megközelítőleg diszkrét megfelelője a véges különbségek közül $ \ frac {\ Delta T} {\ Delta x} $ (ami a T sima változását jelenti $ \ Delta x $ távolságon). Így életre kelnek olyan matematikailag hanyag állítások, mint a “gradiens 2 Pa 100 km-nél északnyugati irányban”.
Az időbeli gradiensek nem gradiensek, hanem a változás sebességei.Csak az általános relativitáselméletben beszélhet 4D-gradiensről, mert az idő és a tér ugyanazon matematikai mezővé válik.
Válasz
Ha van olyan mennyiség, amely változik a légkörben, akkor eleve gradiens van.
Mivel tudod, hogy van nyomás- és hőmérséklet-gradiens, sűrűség-gradiensnek is kell lennie.
Vannak szélsebesség-gradiensek, felhajtóerő-gradiensek, szélnyíró-gradiensek, izentropikus gradiensek, örvényességi gradiensek stb.
Legyen $ \ chi $ skaláris mennyiség a diagnosztikai egyenlettel: $$ \ frac {\ partial chi} {\ részleges t} + \ vec {v} \ cdot \ nabla \ chi = F (x, y, z, t) $$, ahol $ \ vec {v} $ a szél vektor, és $ F $ a kényszerítő kifejezés (forrás-mosogató)
Ezért $$ \ nabla \ frac {\ részleges \ chi} {\ részleges t} = \ frac {\ részleges \ nabla \ chi} {\ részleges t} $$ és $$ \ frac {\ részleges \ nabla \ chi} {\ részleges t} + \ nabla \ vec {v} \ cdot \ nabla \ chi + \ vec {v} \ cdot \ nabla (\ nabla \ chi) = \ nabla F (x, y, z, t) $$
Ezért a mennyiség gradiensének változásai függ a mennyiség advekciójának változásától és a mennyiség kényszerítésének változásától.
Például egy előrehaladó hidegfront (gyakorlatilag mozgó hőgradiens) megerősíthető, ha a hideg oldalt lehűtjük / meleg oldala felmelegszik, vagy csökken a távolság.