Lämpötilagradienta

Lämpötilagradienta tarkoittaa lämpötilan muutosta tietyn etäisyyden suhteen. Se kuvaa, kuinka nopeasti lämpötila muuttuu tilassa. Matemaattisesti lämpötilagradienta on vektori, joka osoittaa suurimman lämpötilan kasvun suuntaan ja jonka suuruus ilmaisee tämän kasvun nopeutta. Sen yksikkö on tyypillisesti astetta per metri (°C/m) tai Kelviniä per metri (K/m).

Lämpötilagradientilla on merkitystä monilla fysiikan ja insinööritieteiden aloilla. Esimerkiksi meteorologiassa se auttaa selittämään tuulen syntyä, sillä ilmanpaineen erot, jotka johtuvat lämpötilagradienteista, saavat ilman liikkumaan. Geologiassa lämpötilagradientti maan kuoren sisällä vaikuttaa esimerkiksi lämpimän veden lähteiden esiintymiseen. Materiaalitieteessä ja lämmönsiirrossa lämpötilagradientti on keskeinen tekijä lämmön johtumisen ymmärtämisessä. Kun lämpötilagradientti on suuri, lämmön siirtyminen on nopeampaa.

Tietokonesimulaatioissa ja numeerisissa malleissa lämpötilagradientin laskeminen on yleinen toimenpide, jolla analysoidaan lämpövirtoja ja lämpötilajakaumia. Ilman lämpötilagradienttia lämmönsiirtoa ei tapahdu, sillä lämpö virtaa aina korkeammasta lämpötilasta matalampaan, ja gradienta kertoo tämän "rinteen" jyrkkyydestä.