Co się dzieje, gdy powietrze opada po stronie zawietrznej?

Sposób, w jaki góry kształtują klimat, jest znany jako efekt orograficzny, który opisuje, w jaki sposób zmieniają się masy powietrza podczas wznoszenia się i schodzenia po zboczach gór. Zawietrzna strona góry często kojarzy się z ciepłym, suchym powietrzem. Cienie deszczu powstają na zawietrznych zboczach pasm górskich, co skutkuje pustyniami lub innymi klimatami charakteryzującymi się niskimi opadami. Wpływa to również na etap obiegu wody kondensacyjnej oraz etap obiegu wody opadowej.

Aby zrozumieć, co dzieje się z powietrzem o nachyleniu zawietrznym, konieczne jest zrozumienie, co dzieje się z powietrzem, gdy się ochładza i ogrzewa. Wilgotność względna (RH) mierzy ilość pary wodnej lub wilgoci w powietrzu w stosunku do tego, ile wilgoci powietrze może utrzymać w danej temperaturze. Zatem wilgotność względna 40 procent oznacza, że ​​powietrze zawiera 40 procent wilgoci, którą mogłoby utrzymać w obecnej temperaturze.

Kiedy wilgotność względna osiąga 100 procent, mówi się, że powietrze osiągnęło swoje nasycenie lub punkt rosy, a kondensacja nastąpi w postaci rosy, mgły, deszczu lub innych opadów. Ponieważ chłodne powietrze nie może utrzymać tyle wilgoci, co ciepłe, punkt rosy osiąga się szybciej, gdy ciepłe powietrze się ochładza.

Góry mają dwie strony: nawietrzny i zawietrzny. Strona nawietrzna jest skierowana w stronę wiatru i zazwyczaj otrzymuje ciepłe, wilgotne powietrze, często z oceanu. Gdy wiatr uderza w górę, jest wypychany w górę i zaczyna się ochładzać. Chłodne powietrze szybciej osiąga punkt rosy, co skutkuje deszczem i śniegiem.

Gdy powietrze schodzi w górę i schodzi w dół zbocza zawietrznego, po stronie nawietrznej straciło wiele wilgoci. Powietrze od strony zawietrznej również nagrzewa się podczas opadania, jeszcze bardziej obniżając wilgotność. Przykładem tego efektu jest Pomnik Narodowy Doliny Śmierci w Kalifornii. Dolina Śmierci znajduje się po zawietrznej stronie gór Sierra Nevada i jest jednym z najsuchszych i najcieplejszych miejsc na Ziemi.

Efekt orograficzny tworzy chłodniejsze powietrze poruszające się po nawietrznej stronie gór i cieplejsze powietrze poruszające się po zawietrznej stronie. Często, gdy zawietrzne powietrze opada w dół zbocza, nagrzewa się dość dramatycznie i szybko. Tak szybkie ocieplenie i wysuszenie powietrza może wytworzyć bardzo silne wiatry znane jako wiatry Chinook lub Fen.

Występują, gdy pasma górskie są ustawione pod kątem prostym do przeważających wiatrów, na przykład w Sierra Nevadas w Ameryce Północnej lub w Alpach w Europie. Wiatry na zboczach zawietrznych mogą podnieść temperaturę nawet o 1 stopień Celsjusza na każde 100 metrów spadku wysokości (5,5 stopnia Fahrenheita na 1000 stóp). W Kanadzie wiatry Chinook, czyli zimowe „pożeracze śniegu”, szybko podnoszą temperatury, które szybko topią śnieg.

Innym aspektem efektu orograficznego jest tworzenie cieni deszczowych po zawietrznej stronie gór. Cienie deszczowe są bardziej rozpowszechnione, gdy nawietrzna strona góry jest stroma, a zatem ciepłe powietrze ochładza się szybciej na krótszych dystansach, powodując więcej opadów od nawietrznej. W ten sposób powietrze po zawietrznej jest jeszcze bardziej suche, ponieważ nasycone powietrze szybciej traci wilgoć po stronie nawietrznej.

Przykład tego efektu widać w Appalachach we wschodnich Stanach Zjednoczonych. Wilgotne powietrze ochładza się w normalnym tempie 6 stopni Celsjusza na każde 1000 metrów wzrostu (3 stopnie Fahrenheita na 1000 stóp). Jednak w Appalachach wskaźnik utraty wilgoci jest o 40 procent większy, a zatem zachodnia, czyli zawietrzna strona gór, otrzymuje znacznie mniej opadów.