La façon dont les montagnes façonnent le climat est connue sous le nom d'effet orographique, qui décrit comment les masses d'air changent lorsqu'elles montent et descendent les flancs des montagnes. Le côté sous le vent d'une montagne est souvent associé à de l'air chaud et sec. Des ombres de pluie sont créées sur les pentes sous le vent des chaînes de montagnes, ce qui entraîne des déserts ou d'autres climats caractérisés par de faibles précipitations. Cela a également un impact sur l'étape du cycle de l'eau de condensation et l'étape du cycle de l'eau de précipitation.
Température et humidité
Pour comprendre ce qui arrive à l'air du versant sous le vent, il est nécessaire d'avoir une idée de ce qui arrive à l'air lorsqu'il se refroidit et se réchauffe. L'humidité relative (HR) mesure la quantité de vapeur d'eau, ou d'humidité, dans l'air par rapport à la quantité d'humidité que l'air pourrait contenir à une température donnée. Ainsi, une HR de 40 % signifie que l'air contient 40 % de l'humidité qu'il pourrait contenir à sa température actuelle.
Lorsque l'HR atteint 100 pour cent, on dit que l'air a atteint sa saturation, ou point de rosée, et la condensation se produira sous forme de rosée, de brouillard, de pluie ou d'autres précipitations. Parce que l'air frais ne peut pas contenir autant d'humidité que l'air chaud, le point de rosée est atteint plus rapidement lorsque l'air chaud se refroidit.
Au vent et sous le vent
Les montagnes ont deux faces: au vent et côté sous le vent. Le côté au vent fait face au vent et reçoit généralement de l'air chaud et humide, souvent d'un océan. Lorsque le vent frappe une montagne, il est poussé vers le haut et commence à se refroidir. L'air frais atteint son point de rosée plus rapidement, et il en résulte de la pluie et de la neige.
Au fur et à mesure que l'air monte la montagne et descend la pente sous le vent, cependant, il a perdu une grande partie de son humidité du côté au vent. L'air du côté sous le vent se réchauffe également en descendant, abaissant encore plus l'humidité. Un exemple de cet effet est le Death Valley National Monument en Californie. La Vallée de la Mort est située du côté sous le vent des montagnes de la Sierra Nevada et c'est l'un des endroits les plus secs et les plus chauds de la planète.
Vents quinnat
L'effet orographique crée de l'air plus frais qui monte du côté au vent des montagnes et de l'air plus chaud qui descend du côté sous le vent. Souvent, lorsque l'air sous le vent descend la pente, il se réchauffe assez rapidement et de façon spectaculaire. Un tel réchauffement et un séchage rapides de l'air peuvent produire des vents très violents appelés vents Chinook ou Foehn.
Ils se produisent lorsque les chaînes de montagnes sont perpendiculaires aux vents dominants, comme dans la Sierra Nevada en Amérique du Nord ou dans les Alpes en Europe. Les vents de la pente sous le vent peuvent augmenter la température jusqu'à 1 degré Celsius pour chaque baisse d'altitude de 100 mètres (5,5 degrés Fahrenheit par 1 000 pieds). Au Canada, le chinook, ou les vents d'hiver « mangeurs de neige » entraînent une augmentation rapide des températures qui font rapidement fondre la neige.
Ombres de pluie
Un autre aspect de l'effet orographique est la création d'ombres de pluie sur le côté sous le vent des montagnes. Les ombres de pluie sont plus fréquentes lorsque le côté au vent d'une montagne est escarpé, et donc l'air chaud se refroidit plus rapidement sur une distance plus courte, créant plus de précipitations du côté au vent. Ainsi, l'air sous le vent est encore plus sec puisque l'air saturé perd plus rapidement son humidité du côté au vent.
Un exemple de cet effet est observé dans les Appalaches de l'est des États-Unis. L'air humide se refroidit à un taux normal de 6 degrés Celsius pour chaque élévation de 1 000 mètres (3 degrés Fahrenheit par 1 000 pieds). Dans les Appalaches, cependant, le taux de chute humide est 40 pour cent plus élevé, et donc le côté ouest, ou sous le vent, des montagnes reçoit beaucoup moins de précipitations.