lämpötilagradienteista

Lämpötilagradientti kuvaa lämpötilan muutoksen suuruutta ja suuntaa tietyssä avaruudellisessa alueessa. Se on vektorisuure, jonka suunta osoittaa suurimman lämpötilan kasvun suuntaan ja jonka suuruus ilmaisee lämpötilan muutosta etäisyyden yksikköä kohden. Matematiikassa lämpötilagradienttia merkitään usein symbolilla $\nabla T$, missä $T$ on lämpötilafunktio ja $\nabla$ (nabla) on differentiaalioperaattori.

Ilmiö on olennainen monilla luonnontieteiden ja tekniikan aloilla. Esimerkiksi meteorologiassa ilmakehän lämpötilagradientit vaikuttavat sään muodostumiseen ja ilman liikkeisiin. Maantieteessä maaperän tai merenpohjan lämpötilagradientit voivat vaikuttaa elinympäristöihin. Fysiikassa lämpötilagradientti on keskeinen käsite lämmönjohtumisessa, sillä lämpö pyrkii virtaamaan korkeamman lämpötilan alueelta alemman lämpötilan alueelle, vastakkaiseen suuntaan lämpötilagradientin suunnasta. Lämpövirta on suoraan verrannollinen lämpötilagradienttiin ja materiaalin lämmönjohtavuuteen.

Tekniikassa lämpötilagradientteja otetaan huomioon suunniteltaessa esimerkiksi lämmönvaihtimia, jäähdytysjärjestelmiä ja rakennusten lämpöeristystä. Niiden ymmärtäminen auttaa ennustamaan ja hallitsemaan lämpötilan jakautumista eri järjestelmissä ja minimoimaan ei-toivottuja lämpötilavaihteluita. Lämpötilagradientin suuruus voi vaihdella suuresti eri mittakaavoissa, pienistä materiaalin rakenteista globaaleihin ilmakehän ilmiöihin.