(1, algemeen) duidde oorspronkelijk een helling aan; later is het in de natuurkunde in het algemeen gaan betekenen het verloop van een bepaalde grootheid in de ruimte, nader: een vector, welks componenten in bepaalde richtingen gevormd worden door de toeneming van de bewuste grootheid per eenheid van afstand in die richtingen. Zo is bijv. een veldsterkte (specifieke kracht) het tegengestelde van de gradiënt van een potentiaal.
De richting van de gradiënt als vector is de richting van de „steilste” toeneming van de betrokken grootheid.(2, meteorologie). In de meteorologie wordt o.a. het horizontale luchtdrukverschil met „gradiënt” aangeduid. De horizontale luchtdrukgradiënt kan men bijv. uitdrukken in millibaren per 100 km (mb/100 km). Vroeger placht men hem uit te drukken in millimeters (kwik) per 111, 1 km (overeenkomende met een graad langs de meridiaan).
Men kan de horizontale drukgradiënt gemakkelijk op een weerkaart bepalen door de loodrechte afstand tussen twee isobaren te meten; daar de isobaren met bepaalde vaste verschillen in luchtdruk getrokken worden (meestal 5 millibar), geldt: hoe kleiner de isobaren-afstand, hoe groter de gradiënt. In de meteorologie wordt de gradiënt veelal positief gerekend in de richting waarin de druk afneemt (zulks in tegenstelling met het spraakgebruik in de algemene natuurkunde). De horizontale luchtdrukgradiënt is de voornaamste factor waardoor de wind bepaald wordt (wet van Buys Ballot). Vroeger gebruikte men wel een speciaal toestel — de „aeroklinoscoop”, een uitvinding van Buys Ballot — om de grootte van de gradiënt zichtbaar voor te stellen tot eventuele waarschuwing van zeelieden: een rood en wit geverfde balk, op een bronzen paal zodanig beweegbaar bevestigd, dat zijn helling de maat van de gradiënt voorstelde.
Het verband tussen de drukgradiënt en de wind is zodanig, dat de windsnelheid ongeveer evenredig is met de drukgradiënt en omgekeerd evenredig met de sinus van de geografische breedte, mits laatstgenoemde niet te klein is en mits er evenwicht van krachten is opgetreden. Dit laatste betekent, wanneer de invloed van wrijving verwaarloosd wordt — wat vooral bij de wind in de hogere luchtlagen in het algemeen geoorloofd is—, dat de Coriolis-kracht, ontstaande door de beweging op een draaiende aarde, evenwicht maakt met de gradiënt-kracht. Daar eerstgenoemde loodrecht op de bewegingsrichting staat (op het noordelijk halfrond naar rechts wijzend) betekent dit, dat dan ook de gradiëntkracht loodrecht op de beweging staat (doch in tegengestelde richting, d.i. op het noordelijk halfrond naar links wijzend), zodat de beweging de isobaren volgt en wel zodanig, dat de lage druk links ligt (dit geldt voor het noordelijk halfrond; op het zuidelijk halfrond is het andersom) . Men spreekt in dit geval van de geostrophische wind. Houdt men ook nog rekening met de kromming der luchtbanen, die een middelpuntzoekende kracht vereist, dan komt men zonder de wrijving tot de gradiëntwind, die groter is dan de geostrophische wind bij anticyclonale kromming, kleiner bij cyclonale kromming. De wrijving, die nabij het aardoppervlak niet te verwaarlozen is, heeft tot gevolg dat de wind wat minder sterk is dan volgens bovengenoemde gedachtengang wordt berekenden dat hij iets naar de kant van de lage druk toe waait.
Om de gedachten te bepalen kunnen we zeggen, dat op onze breedten een gradiënt van 1 mb op 50 km boven land een wind van ca 25 km per uur geeft, boven zee meer; een en ander hangt echter nog nader van allerlei variabele factoren af (z luchtdruk en wind).
In de oceanografie heeft men bij vele zeestromingen een analoog verband tussen de stroomsnelheden en de drukgradiënten in de zee; men spreekt hier wel van gradiëntstromen.
Behalve met drukgradiënten heeft men in de meteorologie evenals elders ook te maken met gradiënten van andere grootheden, bijv. de temperatuur-gradiënt, waarbij (in verband met de stabiliteit) vooral het verticale verval van belang is (z temperatuur in de atmosfeer).
DR P. GROEN.
