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Il modo in cui le montagne modellano il clima è noto come effetto orografico, che descrive come le masse d'aria cambiano mentre salgono e scendono ai lati delle montagne. Il lato sottovento di una montagna è spesso associato all'aria calda e secca. Le ombre della pioggia vengono create sui pendii sottovento delle catene montuose, provocando deserti o altri climi caratterizzati da basse precipitazioni. Ciò influisce anche sulla fase del ciclo dell'acqua di condensa e sulla fase del ciclo dell'acqua di precipitazione.
Temperatura e umidità
Per capire cosa succede all'aria in pendenza sottovento, è necessario avere un'idea di cosa succede all'aria quando si raffredda e si riscalda. L'umidità relativa (RH) misura la quantità di vapore acqueo, o umidità, nell'aria in relazione alla quantità di umidità che l'aria potrebbe trattenere a una data temperatura. Pertanto, un UR del 40 percento significa che l'aria contiene il 40 percento dell'umidità che potrebbe trattenere alla sua temperatura attuale.
Quando l'RH raggiunge il 100 percento, si dice che l'aria abbia raggiunto la sua saturazione, o rugiada, punto e condensazione avverrà sotto forma di rugiada, nebbia, pioggia o altre precipitazioni. Poiché l'aria fredda non può trattenere la stessa umidità dell'aria calda, il punto di rugiada viene raggiunto più rapidamente quando l'aria calda si raffredda.
Windward e Leeward
Le montagne hanno due lati: sopravvento e sottovento. Il lato sopravento è esposto al vento e in genere riceve aria calda e umida, spesso da un oceano. Quando il vento colpisce una montagna, viene forzato verso l'alto e inizia a raffreddarsi. L'aria fresca raggiunge il suo punto di rugiada più rapidamente e il risultato è pioggia e neve.
Mentre l'aria cresta la montagna e scende lungo il pendio sottovento, tuttavia, ha perso molta della sua umidità dal lato del vento. L'aria laterale sottovento si scalda anche mentre scende, riducendo ulteriormente l'umidità. Un esempio di questo effetto è il Death Valley National Monument in California. La Death Valley si trova sul lato sottovento delle montagne della Sierra Nevada, ed è uno dei luoghi più aridi e caldi della Terra.
Venti di Chinook
L'effetto orografico crea aria più fresca che si sposta verso l'alto sul lato ventoso delle montagne e aria più calda che si muove lungo il lato sottovento. Spesso, mentre l'aria sottovento precipita giù per il pendio, si riscalda in modo abbastanza drammatico e rapido. Tale rapido riscaldamento e asciugatura dell'aria possono produrre venti molto alti noti come venti di Chinook o Foehn.
Si verificano quando le catene montuose sono ad angolo retto rispetto ai venti dominanti, come nella Sierra Nevadas del Nord America o nelle Alpi in Europa. I venti di pendenza sottovento possono aumentare la temperatura fino a 1 grado Celsius per ogni calo di quota di 100 metri (5,5 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi). In Canada, i venti invernali di Chinook o "mangiatore di neve" portano a temperature in rapido aumento che sciolgono rapidamente la neve.
Ombre Di Pioggia
Un altro aspetto dell'effetto orografico è la creazione di ombre di pioggia sul lato sottovento delle montagne. Le ombre della pioggia sono più diffuse quando il lato sopravento di una montagna è ripido, e quindi l'aria calda si raffredda più rapidamente su una distanza più breve creando più precipitazioni sul lato opposto. Pertanto, l'aria del lato sottovento è persino più secca poiché l'aria satura ha perso la sua umidità più rapidamente sul lato sopravento.
Un esempio di questo effetto è riscontrabile negli Appalachi degli Stati Uniti orientali. L'aria umida si raffredda a una frequenza di intervallo normale di 6 gradi Celsius per ogni aumento di 1.000 metri di altezza (3 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi). Negli Appalachi, tuttavia, il tasso di decadimento umido è maggiore del 40 percento, e quindi il lato occidentale, o sottovento, delle montagne riceve molte meno precipitazioni.