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梯度風

梯度風（gradient wind）是大氣在氣壓梯度力、地轉偏向力和慣性離心力相平衡時所作的水平曲線運動^[2] 。

梯度風是一個理論模型，主要用於對慣性離心力無法被忽略，即曲率半徑小的氣旋/反氣旋性環流進行建模。

在北半球，梯度風去向的右側為高壓，左側為低壓，南半球反之。梯度風的強度，氣壓梯度力、流場的曲率半徑和旋轉方向的影響。氣壓梯度力越大，曲率半徑越小，梯度風越強。反氣旋性環流內的梯度風強於同條件下的氣旋性環流^[2] 。

梯度風描述

梯度風是當空氣質點作曲線運動時，當氣壓梯度力、科里奧利力（地轉偏向力）和慣性離心力的作用達到平衡時的風^[1] 。梯度風是研究風場和氣壓場平衡關係時經常需要考慮的。

梯度風是在不考慮摩擦力的情況下，氣壓梯度力、科里奧利力和慣性離心力平衡時的風。其風速（即梯度風）用

表示。由於有梯度風時，等壓線與流線重合，即

，故切向方程為：

其中，

表示水平算子，

是氣塊運動的速率。

雖然無切向加速度，但具有法向加速度。法向方程為：

其中，

是地轉參數，

是氣塊做曲線運動時的曲率半徑，稱為軌跡的曲率半徑，

是氣塊的密度，

是氣壓。

與地轉風的關係

與地轉風相比，梯度風額外考慮了慣性離心力的作用，因此更適合分析氣旋/反氣旋內的風場。對給定的緯度和氣壓場，梯度風與地轉風之間理論值的差異可用於判斷地轉風/地轉平衡在該區域是否可以使用。

氣旋性環流內梯度風弱於地轉風，反氣旋內則強於地轉風。對中緯度、大尺度的天氣系統而言，梯度風與地轉風之間的差異在10-15%，對中小尺度天氣系統，例如熱帶氣旋，梯度風與地轉風存在較大差異^[2] 。

反梯度風：在北半球，低壓伴隨反氣旋式環流，高壓伴隨氣旋式環流的梯度風。

次梯度風：自由大氣中風速小於相應梯度風的實際風。

超梯度風：自由大氣中風速大於相應梯度風的實際風。

在大尺度運動中，低壓與氣旋性環流相結合，低壓中心是氣旋性環流中心。高壓中心與反氣旋性環流結合，高壓中心是反氣旋性環流中心。在天氣圖中分析高、低壓中心位置時，要考慮環流型式^[2] 。

在北半球，低壓中的梯度風必然平行於等壓線，繞低壓中心作逆時針旋轉。高壓中的梯度風平行於等壓線繞高壓中心作順時針旋轉。南半球相反。

參考資料

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