Hva skjer når luft går nedover baksiden?

Måten fjell former klima på er kjent som den orografiske effekten, som beskriver hvordan luftmassene endrer seg når de stiger opp og nedover sidene av fjellene. Den bakre siden av et fjell er ofte forbundet med varm, tørr luft. Regnskygger skapes i de bakkene av fjellkjedene, noe som resulterer i ørkener eller andre klima preget av lav nedbør. Dette påvirker også kondensvannstrinnet og nedbørvannet.

For å forstå hva som skjer med luft i bakken, er det nødvendig å få en følelse av hva som skjer med luft når den avkjøles og varmes opp. Relativ fuktighet (RH) måler mengden vanndamp, eller fuktighet, i luften i forhold til hvor mye fuktighet luften kunne holde ved en gitt temperatur. Dermed betyr en RH på 40 prosent at luften inneholder 40 prosent av fuktigheten den kan holde ved sin nåværende temperatur.

Når RH når 100 prosent, sies det at luften har nådd metning, eller dugg, punkt og kondens vil skje i form av dugg, tåke, regn eller annen nedbør. Fordi kjølig luft ikke kan holde så mye fuktighet som varm luft, når duggpunktet raskere når varm luft avkjøles.

Fjell har to sider: vindstille og leeward. Vindsiden vender mot vinden og mottar vanligvis varm, fuktig luft, ofte fra et hav. Når vinden treffer et fjell, tvinges det oppover og begynner å avkjøles. Kjølig luft når duggpunktet raskere, og resultatet er regn og snø.

Når luften krater fjellet og går nedover bakken, har den imidlertid mistet mye av fuktigheten på den vindsiden. Den bakre sideluften blir også varm når den synker ned, og senker fuktigheten enda mer. Et eksempel på denne effekten er Death Valley National Monument i California. Death Valley ligger på baksiden av Sierra Nevada-fjellene, og det er et av de tørreste og varmeste stedene på jorden.

Den orografiske effekten skaper kjøligere luft som beveger seg oppover vindsiden av fjellene og varmere luft som beveger seg nedover leie siden. Når den varme luften stuper nedover skråningen, blir den ofte dramatisk og raskt varm. Slik rask oppvarming og tørking av luft kan gi veldig høy vind kjent som Chinook eller Foehn vind.

De oppstår når fjellkjeder er i rett vinkel mot rådende vind, for eksempel i Sierra Nevadas i Nord-Amerika eller Alpene i Europa. Skjevvindene kan øke temperaturen så mye som 1 grad Celsius for hvert høydefall på 100 meter (5,5 grader Fahrenheit per 1000 fot). I Canada gir Chinook, eller "snøspiser" vintervind raskt økende temperaturer som raskt smelter snø.

Et annet aspekt av den orografiske effekten er skapelsen av regnskygger på den leie siden av fjellene. Regnskygger er mer utbredt når vindsiden av et fjell er bratt, og dermed kjøler varm luft seg raskere over kortere avstand, noe som skaper mer nedbør mot vinden. Dermed er luften på baksiden enda tørrere siden den mettede luften mistet fuktigheten raskere på den venstre siden.

Et eksempel på denne effekten ses i Appalachians i det østlige USA. Fuktig luft avkjøles med en normal tilbakefall på 6 grader Celsius for hver 1000 meter høydehøyde (3 grader Fahrenheit per 1000 fot). I appalacherne er imidlertid den fuktige bortfallshastigheten 40 prosent større, og dermed får den vestlige eller leie siden av fjellet mye mindre nedbør.