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他の人がコメントに書いた他の情報に加えて、グラデーションは「量」の変化率を測定します。
たとえば、丘を取ります。丘を登ると、丘のふもとに比べて標高が高くなります。丘が急なほど、標高の変化が速くなります。丘の傾斜は、丘の勾配として定義されます。丘が急になるほど、移動距離の水平成分に対する標高の変化率が大きくなります。
大気の勾配がある場合、それぞれに気象観測所がある2つの町があると想像してください。 2つの間の距離は100kmです。
各気象観測所は、定義された時間、通常は30分間隔で圧力&の温度を測定します。
最初の町が1011hPaの圧力と25C @ 10 amの温度を測定し、2番目の町が午前10時に1008hPaの圧力と20Cの温度を測定する場合、2つの町の間に圧力があります0.03 hPa / kmの勾配[(1011-1008)/ 100]。同様に、0.05 C / km [(25-20)/ 100]の温度勾配があります。
ここで、午前11時に、最初の町の気象観測所が1012.5hPaの圧力と温度を記録した場合28℃の場合、時間の経過とともに、最初の町では1.5 hPa / h [(1012.5-1011)/ 1]の圧力勾配と3C / h [(28-25)/ 1]の温度勾配がありました。 。
したがって、勾配に関しては、測定対象(圧力、温度、湿度)と測定対象(距離、時間など)、および大気量の場合は距離によって異なります。横方向の距離または縦方向の距離の可能性があります。
回答
を確認しましたかhttps://en.wikipedia.org/wiki/Gradient ?これが、誰もが同意できる基本的な定義です。ベクトル$ \ vec \ nabla = \ vec e_x \; \ partial_x + \ vec e_y \; \ partial_y + \ vec e_z \; \ partial_z $は、3つの微分成分で構成されていますおよび3つの単位ベクトル$ \ vec e $。
意味をなすにはスカラー量に作用する必要があるため、前述の温度勾配$ \ vec \ nabla T $のようなものだけを書き留めることが意味をなします。
気象学者は、水平成分という1つの成分についてのみ話すことがよくあります。これは、xとyが両方とも水平成分であるため、厳密には定義されていません。ただし、通常、方向hに沿ったTの導関数である$ \ partial_h T $を意味します。剛体座標系が何を言おうと、関心のある瞬間です。
変化率$ \ frac {\ partial T} {\ partial x} $は、離散的な対応物として近似されることがよくあります。有限差$ \ frac {\ Delta T} {\ Delta x} $(距離$ \ Delta x $にわたるTの滑らかな変化を意味します)。したがって、「勾配は北西方向に100kmにわたって2Paです」のような数学的にずさんなステートメントが実現します。
時間の勾配は勾配ではなく、変化率です。時間と空間が同じ数学フィールドになるため、一般的な相対性でのみ4D勾配について話すことができます。
回答
大気中で変化する量がある場合、本質的に勾配があります。
圧力と温度の勾配があることがわかっているので、密度勾配もある必要があります。
風速勾配、浮力勾配、風せん断勾配、等エントロピー勾配、渦度勾配などもあります。
$ \ chi $を診断式のスカラー量とします:$$ \ frac {\ partial \ chi} {\ partial t} + \ vec {v} \ cdot \ nabla \ chi = F(x、y、z、t)$$、ここで$ \ vec {v} $は風のベクトル、$ F $は強制項(ソースシンク)です
したがって、$$ \ nabla \ frac {\ partial \ chi} {\ partial t} = \ frac {\ partial \ nabla \ chi} {\ partial t} $$および$$ \ frac {\ partial \ nabla \ chi} {\ partial t} + \ nabla \ vec {v} \ cdot \ nabla \ chi + \ vec {v} \ cdot \ nabla(\ nabla \ chi)= \ nabla F(x、y、z、t)$$
したがって、量の勾配の変化は次のようになります。量の移流の変化と量の強制の変化に依存します。
たとえば、寒冷前線(事実上、移動する温度勾配)は、寒冷前線が冷却されると強化されます。 /暖かい側が暖まるか、間隔が狭くなります。