Градиент температуры — это физическая величина , которая описывает, в каком направлении и с какой скоростью температура изменяется наиболее быстро вокруг определенного места. Пространственный градиент температуры — это векторная величина с размерностью разности температур на единицу длины . Единица СИ — кельвин на метр (К/м).
Температурные градиенты в атмосфере важны для наук об атмосфере ( метеорологии , климатологии и смежных областях).
Предполагая, что температура T является интенсивной величиной , т.е. однозначной, непрерывной и дифференцируемой функцией трехмерного пространства (часто называемой скалярным полем ), т.е. что
где x , y и z — координаты интересующего места, тогда градиент температуры — это векторная величина, определяемая как
Различия в температуре воздуха между различными местоположениями имеют решающее значение для прогнозирования погоды и климата. Поглощение солнечного света на поверхности планеты или вблизи нее увеличивает градиент температуры и может привести к конвекции (основной процесс образования облаков , часто связанный с осадками ). Метеорологические фронты — это регионы, где горизонтальный градиент температуры может достигать относительно высоких значений, поскольку они являются границами между воздушными массами с довольно разными свойствами.
Очевидно, что температурный градиент может существенно меняться со временем, например, в результате суточного или сезонного нагрева и охлаждения. Скорее всего, это происходит во время инверсии . Например, днем температура на уровне земли может быть холодной, а в атмосфере — теплее. По мере того, как день сменяется ночью, температура может быстро падать, в то время как в других местах на суше может оставаться теплее или прохладнее на той же высоте . Иногда это происходит на западном побережье Соединенных Штатов из-за географии.
Расширение и сжатие горных пород, вызванное изменениями температуры во время лесного пожара , вследствие термического стрессового выветривания , может привести к тепловому удару и последующему разрушению конструкции.
