Les effets de la topographie sur le climat d'une région donnée sont puissants. Les chaînes de montagnes créent des barrières qui modifient la configuration des vents et des précipitations. Les caractéristiques topographiques telles que les canyons étroits canalisent et amplifient les vents. Les montagnes et les plateaux sont exposés aux températures plus fraîches des altitudes plus élevées. L'orientation des montagnes vers le soleil crée des microclimats distincts dans des régions telles que les Alpes, où des villages entiers restent à l'ombre pendant la majeure partie de la saison hivernale.
La topographie affecte la pluie et les chutes de neige
Les montagnes jouent un rôle important dans les régimes de précipitations. Les barrières topographiques telles que les montagnes et les collines forcent les vents dominants sur leurs pentes. Lorsque l'air monte, il se refroidit également. L'air plus frais est capable de retenir moins de vapeur d'eau que l'air plus chaud. Lorsque l'air se refroidit, cette vapeur d'eau est forcée de se condenser, déposant de la pluie ou de la neige sur les pentes exposées au vent. Les montagnes de l'ouest des États-Unis, comme la Sierra Nevada, retiennent l'humidité provenant de l'océan Pacifique sur leurs flancs ouest, où elle aurait pu autrement passer sans encombre. Cela crée un effet connu sous le nom d'ombre de pluie sur leurs côtés sous le vent (protégés), où l'air contient très peu d'humidité. La plupart des grands déserts des latitudes moyennes du monde sont situés dans l'ombre de la pluie.
La topographie crée des vents régionaux distinctifs
Les barrières montagneuses créent et canalisent également les vents régionaux, un élément important du climat. Au fur et à mesure que le vent descend les pentes sous le vent, l'air se comprime, devenant plus dense et plus chaud. Des vents forts peuvent en résulter, tels que les vents Chinook puissants et anormalement chauds pour la saison qui descendent du côté est des montagnes Rocheuses. Dans les régions arctiques, de l'air sec extrêmement dense est extrait des bords des calottes glaciaires par gravité. Ces vents violents et impétueux sont connus sous le nom de vents catabatiques ou de gravité. Les cols de montagne agissent également comme des entonnoirs naturels et augmentent la vitesse du vent. En Californie, les vents de Santa Ana soufflant des déserts sont renforcés par ces pauses. Le vent souffle plus fort lorsqu'il est forcé par la topographie à travers une ouverture étroite, et de nombreux parcs éoliens peuvent être trouvés dans ces endroits.
Des altitudes plus élevées et des températures plus fraîches
Les terres situées à des altitudes plus élevées, telles que les montagnes ou les plateaux, sont naturellement plus fraîches en raison d'un phénomène connu sous le nom de taux de déchéance environnementale. Observé pour la première fois par l'explorateur et naturaliste Alexander von Humboldt, l'air se refroidit à 3,5 degrés Fahrenheit pour chaque 1 000 pieds de gain d'altitude. C'est l'équivalent de parcourir des centaines de kilomètres au nord et cela crée un climat Highland complexe avec une grande diversité. Dans le sud-ouest de l'Amérique, les déserts se trouvent au pied de montagnes surmontées de grandes forêts de pins ponderosa en raison des effets de l'altitude.
Orientation de la topographie et des microclimats
L'orientation des pentes par rapport au soleil a un effet profond sur le climat. Dans l'hémisphère nord, les pentes exposées au sud sont plus ensoleillées et soutiennent des communautés écologiques totalement différentes de celles des pentes exposées au nord. Le côté sud d'une montagne peut connaître des conditions printanières des semaines, voire des mois, avant son côté nord. Là où il y a de la neige ou des glaciers toute l'année, ils sont nourris par l'ombre fournie par les pentes exposées au nord et à l'ouest. Dans les régions montagneuses telles que les Alpes en Europe, des villages entiers peuvent être mis à l'ombre pendant des mois en hiver, pour émerger à nouveau au printemps. Dans de telles communautés, il est courant d'avoir des vacances pour marquer la réapparition du soleil.