Gli effetti della topografia sul clima di una determinata regione sono potenti. Le catene montuose creano barriere che alterano i modelli di vento e precipitazioni. Le caratteristiche topografiche come il canale stretto dei canyon e amplificano i venti. Montagne e altipiani sono esposti alle temperature più fresche delle altitudini più elevate. L'orientamento delle montagne al sole crea microclimi distinti in aree come le Alpi, dove interi villaggi rimangono all'ombra per la maggior parte della stagione invernale.
La topografia influisce su pioggia e nevicate
Le montagne svolgono un ruolo importante nei modelli di precipitazione. Barriere topografiche come montagne e colline costringono i venti prevalenti su e sopra i loro pendii. Quando l'aria sale, si raffredda anche. L'aria più fredda è in grado di trattenere meno vapore acqueo rispetto all'aria più calda. Quando l'aria si raffredda, questo vapore acqueo è costretto a condensare, depositando pioggia o neve sui pendii sopravvento. Le montagne degli Stati Uniti occidentali, come la Sierra Nevada, intrappolano l'umidità che viaggia al largo dell'Oceano Pacifico sui loro fianchi occidentali, dove altrimenti sarebbe potuta passare senza ostacoli. Questo crea un effetto noto come ombra di pioggia sui lati sottovento (protetti), dove l'aria contiene pochissima umidità. La maggior parte dei grandi deserti di media latitudine del mondo si trova all'ombra della pioggia.
La topografia crea venti regionali distintivi
Le barriere montuose creano e incanalano anche i venti regionali, un importante elemento del clima. Man mano che il vento scende dai pendii sottovento, l'aria si comprime, diventando più densa e calda. Possono verificarsi forti venti, come i venti di Chinook potenti e insolitamente caldi che scorrono lungo il lato orientale delle Montagne Rocciose. Nelle regioni artiche, l'aria secca estremamente densa viene estratta dai bordi delle calotte glaciali per gravità. Questi forti venti impetuosi sono conosciuti come venti catabatici o gravitazionali. I passi di montagna fungono anche da imbuti naturali e aumentano la velocità del vento. In California, i venti di Santa Ana che soffiano dai deserti sono esaltati da queste interruzioni. Il vento soffia più forte se forzato dalla topografia attraverso un'apertura stretta e in questi luoghi si possono trovare molti parchi eolici.
Elevazioni più elevate e temperature più fresche
I terreni ad altitudini più elevate, come montagne o altopiani, sono naturalmente più freschi a causa di un fenomeno noto come tasso di decadimento ambientale. Osservata per la prima volta dall'esploratore e naturalista Alexander von Humboldt, l'aria si raffredda a 3,5 gradi Fahrenheit per ogni 1.000 piedi di dislivello. Questo è l'equivalente di viaggiare per centinaia di miglia a nord e crea un clima complesso delle Highland con una grande diversità. Nel sud-ovest dell'America, i deserti si trovano alla base delle montagne che sono sormontate da grandi foreste di pini Ponderosa a causa degli effetti dell'elevazione.
Orientamento della topografia e dei microclimi
L'orientamento dei pendii rispetto al sole ha un profondo effetto sul clima. Nell'emisfero settentrionale, i pendii esposti a sud sono più soleggiati e supportano comunità ecologiche completamente diverse rispetto ai pendii esposti a nord. Il lato sud di una montagna può sperimentare condizioni primaverili settimane o addirittura mesi prima del suo lato nord. Dove esistono neve o ghiacciai tutto l'anno, sono nutriti dall'ombra fornita dai pendii esposti a nord ea ovest. Nelle regioni montuose come le Alpi in Europa, interi villaggi possono essere messi in ombra per mesi in inverno, solo per emergere di nuovo in primavera. In tali comunità, è comune avere una vacanza per celebrare la ricomparsa del sole.