تدرج الكثافة

تدرج الكثافة هو تغير مكاني في الكثافة عبر منطقة ما. يُستخدم هذا المصطلح في العلوم الطبيعية لوصف تباين كثافة المادة ، ولكنه ينطبق على أي كمية يمكن قياس كثافتها . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

في دراسة الطيران الأسرع من الصوت ، ترصد تقنية التصوير الفوتوغرافي شليرين تدرج كثافة الهواء أثناء تفاعله مع الطائرات. ^{[ 3 ]}

كما يُستخدم تدرج الكثافة في مجال ديناميكا الموائع الحسابية لمراقبة الموجات الصوتية أو موجات الصدمة أو موجات التمدد في مجال التدفق.

يمكن أن يؤدي التدرج الحاد في كثافة الماء إلى حبس الطاقة ومنع الحمل الحراري ، ويُستخدم هذا التدرج في أحواض الطاقة الشمسية . أما في حالة المياه المالحة، فقد تؤدي التدرجات الحادة إلى تدرج في تركيزات الملوحة ، وهو ما يُعرف بالهالوكلاين . ^{[ 4 ]}

في علوم الحياة، تُستخدم تقنية خاصة تُسمى فصل التدرج الكثافي لعزل وتنقية الخلايا والفيروسات والجسيمات دون الخلوية. ^{[ 5 ]} تشمل أنواع هذه التقنية الطرد المركزي متساوي الكثافة ، والطرد المركزي التفاضلي ، والطرد المركزي بتدرج السكروز . كما تُستخدم تقنية فصل الدم المعروفة باسم فصادة الدم (Pheresis) لفصل التدرج الكثافي.

يتطلب فهم ما يوجد في مركز الأرض، أي لبها ، إطار عمل تدرجات الكثافة التي تتفاعل فيها العناصر والمركبات. ويُعد وجود نظام مفاعل نووي سريع التوليد في لب الأرض إحدى النظريات التي تستند إلى تدرج الكثافة. ^{[ 6 ]}

يُعد النموذج المرجعي الأولي للأرض (PREM) نموذجًا شائعًا لتدرج كثافة الأرض، وهو يعتمد على التذبذبات المرصودة للكوكب وأوقات انتقال آلاف الموجات الزلزالية . ^{[ 7 ]}

تم بناء العديد من نماذج تدرج الكثافة استنادًا إلى نموذج PREM، لكنها تُقر بأن "توزيع الكثافة كدالة للموقع داخل الأرض أقل تحديدًا بكثير من السرعات الزلزالية. وتأتي المعلومات الأساسية من كتلة الأرض وعزم قصورها الذاتي، وهذه المعلومات وحدها تتطلب وجود تركيز للكتلة باتجاه مركز الكرة الأرضية. ويمكن إيجاد معلومات إضافية في ترددات الأنماط الطبيعية الأكثر خشونة للأرض، والتي تتأثر بالكثافة من خلال تأثيرات الجاذبية الذاتية الناتجة عن التشوه". ^{[ 8 ]}

في دراسة السكان، يمكن أن يشير تدرج الكثافة إلى التغير في الكثافة في منطقة حضرية من المركز إلى الأطراف. ^{[ 9 ]}

• تيار الكثافة