จะเกิดอะไรขึ้นเมื่ออากาศลงไปทางด้านลม?

วิธีที่ภูเขาสร้างสภาพอากาศเรียกว่าเอฟเฟกต์ orographic ซึ่งอธิบายว่ามวลอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อพวกเขาขึ้นและลงด้านข้างของภูเขา ด้านใต้ลมของภูเขามักเกี่ยวข้องกับอากาศที่ร้อนและแห้ง เงาฝนถูกสร้างขึ้นบนแนวลาดที่มีลมพัดผ่านของทิวเขา ส่งผลให้เกิดทะเลทรายหรือสภาพอากาศอื่นๆ ที่มีลักษณะเป็นหยาดน้ำฟ้าต่ำ สิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อขั้นตอนวัฏจักรของน้ำควบแน่นและขั้นตอนวัฏจักรของน้ำที่ตกตะกอนด้วย

เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นกับอากาศที่มีความลาดชันตามลม จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นกับอากาศเมื่ออากาศเย็นลงและอุ่นขึ้น ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) วัดปริมาณไอน้ำหรือความชื้นในอากาศโดยสัมพันธ์กับความชื้นที่อากาศสามารถกักเก็บไว้ได้ที่อุณหภูมิที่กำหนด ดังนั้น RH 40 เปอร์เซ็นต์หมายความว่าอากาศมีความชื้น 40 เปอร์เซ็นต์ที่สามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิปัจจุบันได้

เมื่อค่าความชื้นสัมพัทธ์ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ จะมีการกล่าวกันว่าอากาศถึงจุดอิ่มตัวแล้ว หรือน้ำค้าง จุด และการควบแน่นจะเกิดขึ้นในรูปของน้ำค้าง หมอก ฝน หรือการตกตะกอนอื่นๆ เนื่องจากอากาศเย็นไม่สามารถกักเก็บความชื้นได้มากเท่ากับอากาศอุ่น จุดน้ำค้างจึงมาถึงเร็วขึ้นเมื่ออากาศอุ่นเย็นลง

ภูเขามีสองด้าน: ลม และ ลม. ด้านที่เป็นลมหันไปทางลมและโดยทั่วไปจะได้รับอากาศอุ่นชื้นซึ่งมักมาจากมหาสมุทร เมื่อลมพัดบนภูเขา ลมจะพัดขึ้นและเริ่มเย็นลง อากาศเย็นถึงจุดน้ำค้างเร็วขึ้น ผลลัพธ์คือฝนและหิมะ

เมื่ออากาศเคลื่อนตัวขึ้นไปบนยอดภูเขาและเคลื่อนลงมาตามทางลาดใต้ลม มันสูญเสียความชื้นไปมากจากด้านที่รับลม อากาศด้านใต้ลมยังอุ่นขึ้นเมื่อร่อนลง ทำให้ความชื้นลดลงมากยิ่งขึ้นไปอีก ตัวอย่างของผลกระทบนี้คืออนุสรณ์สถานแห่งชาติ Death Valley ในแคลิฟอร์เนีย หุบเขามรณะตั้งอยู่ด้านใต้ลมของเทือกเขาเซียร์รา เนวาดา และเป็นหนึ่งในสถานที่ที่แห้งแล้งและอบอุ่นที่สุดในโลก

เอฟเฟกต์ภาพออร์กราฟิกสร้างอากาศที่เย็นกว่าเคลื่อนตัวขึ้นไปทางด้านลมของภูเขา และอากาศที่อุ่นขึ้นเคลื่อนตัวลงมาทางด้านลม บ่อยครั้งในขณะที่ลมใต้ลมพัดลงมาตามทางลาด มันจะอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วและรวดเร็ว อากาศที่ร้อนและแห้งอย่างรวดเร็วดังกล่าวสามารถทำให้เกิดลมที่สูงมากที่เรียกว่าลมชีนุกหรือลมเฟห์น

เกิดขึ้นเมื่อทิวเขาทำมุมฉากกับลมแรง เช่น ในเซียร์ราเนวาดาสของอเมริกาเหนือหรือเทือกเขาแอลป์ในยุโรป ลมที่มีความลาดชันตามลมสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้มากถึง 1 องศาเซลเซียสสำหรับทุกระดับความสูง 100 เมตร (5.5 องศาฟาเรนไฮต์ต่อ 1,000 ฟุต) ในแคนาดา ลมหนาวชีนุกหรือ "ผู้กินหิมะ" นำอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างรวดเร็วจนทำให้หิมะละลายอย่างรวดเร็ว

อีกแง่มุมหนึ่งของเอฟเฟกต์ orographic คือการสร้างเงาฝนที่ด้านใต้ลมของภูเขา เงาฝนเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นเมื่อด้านลมของภูเขาสูงชัน ดังนั้นอากาศอุ่นจะเย็นลงอย่างรวดเร็วในระยะทางที่สั้นกว่าซึ่งทำให้เกิดฝนทางด้านลมมากขึ้น ดังนั้น อากาศด้านลมจะยิ่งแห้งมากขึ้นไปอีก เนื่องจากอากาศอิ่มตัวสูญเสียความชื้นไปอย่างรวดเร็วทางฝั่งลม

ตัวอย่างของผลกระทบนี้มีให้เห็นในแนวแอปพาเลเชียนทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา อากาศชื้นจะเย็นลงที่อัตราการล่วงเลยปกติ 6 องศาเซลเซียสสำหรับทุกระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น 1,000 เมตร (3 องศาฟาเรนไฮต์ต่อ 1,000 ฟุต) อย่างไรก็ตาม ในแถบแอปพาเลเชียน อัตราการไหลผ่านของความชื้นสูงกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้น ด้านตะวันตกหรือด้านใต้ของภูเขาจึงได้รับปริมาณฝนน้อยกว่ามาก