directions  throughout  the  fluid;  e.g.,  if  a  pressure  of 1013.2    millibars    is    exerted    downward    by    the atmosphere  at  the  surface,  this  same  pressure  is  also exerted horizontally outward at the surface. Therefore, a pressure gradient exists in the horizontal (along the surface) as well as the vertical plane (with altitude) in the atmosphere. HORIZONTAL    PRESSURE    GRADIENT.— The  horizontal  pressure  gradient  is  steep  or  strong when the isobars determining the pressure system (fig. 3-7)  are  close  together.  It  is  flat  or  weak  when  the isobars are far apart. VERTICAL PRESSURE GRADIENT.—If isobars    are    considered    as    depicting    atmospheric topography, a high-pressure system represents a hill of air, and a low-pressure system represents a depression or  valley  of  air.  The  vertical  pressure  gradient  always indicates  a  decrease  in  pressure  with  altitude,  but  the rate of pressure decrease (gradient) varies directly with changes in air density with altitude. Below 10,000 feet altitude,  pressure  decreases  approximately  1  inch  of mercury per 1,000 feet in the standard atmosphere. The vertical cross section through a high and low (view A in fig.   3-8)   depicts   the   vertical   pressure   gradient.   A surface  weather  map  view  of  the  horizontal  pressure gradient in the same high and low is illustrated in view B of the figure 3-8. Pressure Gradient Force The  variation  of  heating  (and  consequently  the variations  of  pressure)  from  one  locality  to  another  is the initial factor that produces movement of air or wind. The  most  direct  path  from  high  to  low  pressure  is  the path along which the pressure is changing most rapidly. The  rate  of  change  is  called  the  pressure  gradient. Pressure gradient force is the force that moves air from an area of high pressure to an area of low pressure. The velocity   of   the   wind   depends   upon   the   pressure gradient.  If  the  pressure  gradient  is  strong,  the  wind speed is high. If the pressure gradient is weak, the wind speed is light. (See fig. 3-7.) Figure  3-9  shows  that  the  flow  of  air  is  from  the area of high pressure to the area of low pressure, but it does  not  flow  straight  across  the  isobars.  Instead  the flow is circular around the pressure systems. Pressure gradient  force  (PGF)  causes  the  air  to  begin  moving from  the  high-pressure  to  the  low-pressure  system. Coriolis  (deflective)  force  and  centrifugal  force  then begin  acting  on  the  flow  in  varying  degrees.  In  this example, frictional force is not a factor. Coriolis Effect If   pressure   gradient   force   were   the   only   force affecting windflow, the wind would blow at right angles across    isobars    (lines    connecting    points    of    equal barometric  pressure)  from  high  to  low  pressure.  The wind   actually   blows   parallel   to   isobars   above   any frictional   level.   Therefore,   other   factors   must   be affecting  the  windflow;  one  of  these  factors  is  the rotation of Earth. A particle at rest on Earth’s surface is in equilibrium. If the particle starts to move because of a pressure gradient force, its relative motion is affected by  the  rotation  of  Earth.  If  a  mass  of  air  from  the equator moves northward, it is deflected to the right, so that  a  south  wind  tends  to  become  a  southwesterly wind. In   the   Northern   Hemisphere,   the   result   of   the Coriolis effect is that moving air is deflected to the right of  its  path  of  motion.  This  deflection  to  the  right  is directly proportional to the speed of the wind; the faster the wind speed, the greater the deflection to the right, and conversely, the slower the wind speed, the less the deflection to the right. Finally, this apparent deflective force   is   stronger   at   the   Polar   Regions   than   at   the equator. Centrifugal Force According to Newton’s first law of motion, a body in motion continues in the same direction in a straight 3-9 1024 1028 1028 H 1020 GRADIENT WIND FLOW GEOSTROPHIC WIND FLOW AG5f0309 Figure 3-9.—Examples of circulation around high and low pressure systems.