Densitetsgradient

Densitetsgradient är en rumslig variation i densitet över ett område. Termen används inom naturvetenskap för att beskriva varierande densitet av materia , men kan gälla vilken storhet som helst vars densitet kan mätas .

Aerodynamik

I studien av överljudsflyg observerar Schlieren-fotografi luftens densitetsgradient när den interagerar med flygplan .

Även inom området Computational Fluid Dynamics används densitetsgradient för att observera akustiska vågor, stötvågor eller expansionsvågor i flödesfältet.

Vatten

En brant densitetsgradient i en vattenkropp kan ha effekten att fånga energi och förhindra konvektion , en sådan gradient används i soldammar . När det gäller saltvatten kan skarpa gradienter leda till skiktning av olika salthaltskoncentrationer . Detta kallas en haloklin .

Biologi

Inom biovetenskapen används en speciell teknik som kallas densitetsgradientseparation för att isolera och rena celler, virus och subcellulära partiklar. Variationer av detta inkluderar isopyknisk centrifugering , differentiell centrifugering och sackarosgradientcentrifugering . En blodgivningsteknik som kallas Pheresis involverar densitetsgradientseparation.

Geofysik

Förståelsen av vad som finns i jordens centrum, jordens kärna , kräver ramverket av densitetsgradienter där element och föreningar sedan interagerar. Förekomsten av ett kärnreaktorsystem för snabb uppfödning i jordens kärna är en teori på grund av densitetsgradienten.

En populär modell för jordens densitetsgradient är en som ges av Preliminary Reference Earth Model (PREM) som är baserad på planetens observerade svängningar och restiden för tusentals seismiska vågor .

Flera modeller för densitetsgradient har byggts på basis av PREM men de erkänner att "fördelningen av densitet som funktion av position inom jorden är mycket mindre väl begränsad än de seismiska hastigheterna. Den primära informationen kommer från massan och momentet av Jordens tröghet och endast denna information kräver att det finns en koncentration av massa mot jordens centrum. Ytterligare information finns i frekvenserna för jordens allvarligare normala lägen som är känsliga för densitet genom självgravitationseffekter inducerad i deformation".

Urban Economics

I studien av befolkning kan täthetsgradienten syfta på förändringen i täthet i ett tätortsområde från centrum till periferin.