O que acontece quando o ar desce pelo lado de sotavento?

A maneira como as montanhas moldam o clima é conhecida como efeito orográfico, que descreve como as massas de ar mudam à medida que sobem e descem as encostas das montanhas. O lado a sotavento de uma montanha costuma ser associado ao ar quente e seco. Sombras de chuva são criadas nas encostas a sotavento de cadeias de montanhas, resultando em desertos ou outros climas caracterizados por baixa precipitação. Isso afeta a etapa do ciclo da água de condensação e também a etapa do ciclo da água de precipitação.

Para entender o que acontece com o ar da encosta a sotavento, é necessário ter uma noção do que acontece com o ar quando ele esfria e aquece. A umidade relativa (UR) mede a quantidade de vapor d'água, ou umidade, no ar em relação à quantidade de umidade que o ar pode reter em uma determinada temperatura. Assim, uma UR de 40 por cento significa que o ar contém 40 por cento da umidade que poderia reter em sua temperatura atual.

Quando a UR atinge 100 por cento, diz-se que o ar atingiu sua saturação, ou ponto de orvalho, e a condensação ocorrerá na forma de orvalho, névoa, chuva ou outra precipitação. Como o ar frio não pode reter tanta umidade quanto o ar quente, o ponto de orvalho é atingido mais rapidamente quando o ar quente esfria.

As montanhas têm dois lados: barlavento e sotavento. O lado a barlavento fica de frente para o vento e normalmente recebe ar quente e úmido, geralmente de um oceano. Quando o vento atinge uma montanha, ela é forçada a subir e começa a esfriar. O ar frio atinge seu ponto de orvalho mais rapidamente e o resultado é chuva e neve.

À medida que o ar atinge o topo da montanha e desce a encosta a sotavento, entretanto, ele perde muito de sua umidade no lado do vento. O ar do lado de sotavento também aquece à medida que desce, baixando ainda mais a umidade. Um exemplo desse efeito é o Monumento Nacional do Vale da Morte, na Califórnia. O Vale da Morte está localizado a sotavento das montanhas de Sierra Nevada e é um dos lugares mais secos e quentes da Terra.

O efeito orográfico cria um ar mais frio subindo pelo lado de barlavento das montanhas e um ar mais quente subindo pelo lado de sotavento. Freqüentemente, conforme o ar de sotavento mergulha na encosta, ele se aquece de forma dramática e rápida. Esse aquecimento e secagem rápidos do ar podem produzir ventos muito fortes, conhecidos como ventos Chinook ou Foehn.

Eles ocorrem quando as cadeias de montanhas formam um ângulo reto com os ventos predominantes, como na Serra Nevadas da América do Norte ou nos Alpes da Europa. Os ventos de sotavento podem aumentar a temperatura em até 1 grau Celsius para cada queda de 100 metros na elevação (5,5 graus Fahrenheit por 1.000 pés). No Canadá, os Chinook, ou ventos de inverno "comedores de neve", trazem temperaturas cada vez mais altas que derretem a neve rapidamente.

Outro aspecto do efeito orográfico é a criação de sombras de chuva a sotavento das montanhas. As sombras da chuva são mais prevalentes quando o lado do vento de uma montanha é íngreme e, portanto, o ar quente esfria mais rapidamente em uma distância menor, criando mais precipitação do lado do vento. Assim, o ar do lado de sotavento é ainda mais seco, pois o ar saturado perdeu sua umidade mais rapidamente no lado do vento.

Um exemplo desse efeito é visto nos Apalaches do leste dos Estados Unidos. O ar úmido esfria a uma taxa normal de intervalo de 6 graus Celsius para cada aumento de 1.000 metros na elevação (3 graus Fahrenheit por 1.000 pés). Nos Apalaches, entretanto, a taxa de perda de umidade é 40% maior e, portanto, o lado oeste, ou a sotavento, das montanhas recebe muito menos precipitação.