Tai, kaip kalnai formuoja klimatą, vadinamas orografiniu efektu, apibūdinančiu, kaip keičiasi oro masės kylant ir leidžiantis į kalnų šonus. Pavėjinė kalno pusė dažnai siejama su šiltu, sausu oru. Vėjiškuose kalnų grandinių šlaituose susidaro lietaus šešėliai, dėl kurių atsiranda dykumos ar kitas klimatas, pasižymintis mažu kritulių kiekiu. Tai daro įtaką kondensacinio vandens ciklo ir kritulių vandens ciklo pakopai.
Temperatūra ir drėgmė
Norint suprasti, kas nutinka pavėjinio šlaito orui, reikia suvokti, kas vyksta orui atvėsus ir sušilus. Santykinė drėgmė (RH) matuoja vandens garų arba drėgmės kiekį ore, atsižvelgiant į tai, kiek drėgmės oras galėtų laikyti esant tam tikrai temperatūrai. Taigi 40 procentų santykinis drėgnumas reiškia, kad ore yra 40 procentų drėgmės, kurią jis galėtų išlaikyti esant dabartinei temperatūrai.
Kai RH pasiekia 100 proc., Sakoma, kad oras pasiekė savo prisotinimą arba rasos tašką, o kondensatas įvyks rasos, rūko, lietaus ar kitų kritulių pavidalu. Kadangi vėsus oras negali sulaikyti tiek drėgmės, kiek šiltas, atvėsus šiltam orui rasos taškas pasiekiamas greičiau.
Vėju ir pavėju
Kalnai turi dvi puses: prieš vėją ir pavėjui. Vėjo pusė yra nukreipta į vėją ir paprastai gauna šiltą, drėgną orą, dažnai iš vandenyno. Vėjui atsitrenkus į kalną, jis priverstas aukštyn ir pradeda vėsti. Vėsus oras rasos tašką pasiekia greičiau, o rezultatas - lietus ir sniegas.
Kai oras pakyla į kalną ir leidžiasi pavėjiniu šlaitu, vėjo pusėje jis prarado daug drėgmės. Pavėjinis šoninis oras taip pat leidžiasi žemyn, dar labiau sumažindamas drėgmę. Šio efekto pavyzdys yra Kalifornijoje esantis Mirties slėnio nacionalinis paminklas. Mirties slėnis yra pavėjinėje Siera Nevados kalnų pusėje, ir tai yra viena sausiausių ir šilčiausių vietų Žemėje.
„Chinook Winds“
Orografinis efektas sukuria vėsesnį orą, judantį vėjine kalnų puse, ir šiltesnį - pavėjine puse. Dažnai pavėjiniam orui pasineriant į šlaitą, jis atšyla gana dramatiškai ir greitai. Toks greitas oro atšilimas ir džiūvimas gali sukelti labai stiprų vėją, vadinamą „Chinook“ arba „Foehn“ vėju.
Jie atsiranda, kai kalnų grandinės yra stačiu kampu su vyraujančiais vėjais, pavyzdžiui, Šiaurės Amerikos „Sierra Nevadas“ ar Europos Alpėse. Pavėjinio šlaito vėjai gali pakelti temperatūrą net 1 laipsniu Celsijaus už kiekvieną 100 metrų aukščio kritimą (5,5 laipsnio Farenheito 1 000 pėdų). Kanadoje „Chinook“ arba „sniego ėdalo“ žiemos vėjai atneša greitai kylančią temperatūrą ir greitai tirpdo sniegą.
Lietaus šešėliai
Kitas orografinio efekto aspektas yra lietaus šešėlių sukūrimas pavėjinėje kalnų pusėje. Lietaus šešėliai labiau paplitę, kai vėjuota kalno pusė yra kieta, todėl šiltas oras greičiau atvėsta per trumpesnį atstumą, sukurdamas daugiau vėjo kritulių. Taigi pavėjinis oro oras yra dar sausesnis, nes prisotintas oras prieš vėją greičiau prarado drėgmę.
Šio efekto pavyzdys matomas JAV rytinėje dalyje esančiuose apalačuose. Drėgnas oras atvėsta įprastu 6 laipsnių Celsijaus laipsniu, kai kas 1000 metrų pakyla aukštis (3 laipsniai pagal Farenheitą 1000 pėdų). Apalačų gyventojai vis dėlto drėgno praleidimo dažnis yra 40 procentų didesnis, taigi vakarinė arba pavėjinė kalnų pusė iškrinta daug mažiau.