Gli effetti della topografia sul clima di ogni regione sono potenti. Le catene montuose creano barriere che alterano modelli di vento e precipitazioni. Le caratteristiche topografiche come i canyon stretti canalizzano e amplificano i venti. Le montagne e gli altipiani sono esposti alle temperature più fresche delle altitudini più elevate. L'orientamento delle montagne al sole crea microclimi distinti in aree come le Alpi, dove interi villaggi rimangono all'ombra per gran parte della stagione invernale.

La topografia influenza la pioggia e le nevicate

Le montagne giocano un ruolo importante nei modelli di precipitazione. Le barriere topografiche come le montagne e le colline costringono i venti prevalenti su e sopra le loro pendici. Mentre l'aria sale, si raffredda. L'aria più fredda è in grado di contenere meno vapore acqueo rispetto all'aria più calda. Mentre l'aria si raffredda, questo vapore acqueo è costretto a condensare, depositando pioggia o neve sui pendii al vento. Le montagne degli Stati Uniti occidentali come la Sierra Nevadas intrappolano l'umidità viaggiando fuori dall'Oceano Pacifico sui loro fianchi occidentali, dove altrimenti potrebbe essere passata senza impedimenti. Questo crea un effetto noto come ombretto sui lati sottovento (protetti), dove l'aria contiene pochissima umidità. La maggior parte dei grandi deserti di medie latitudini del mondo si trovano nella pioggia.

La topografia crea i caratteristici venti regionali

Le barriere montuose creano e incanalano anche i venti regionali, un elemento importante del clima. Mentre il vento scende dalle pendici sottovento, l'aria si comprime diventando più densa e calda. Ne possono derivare forti venti, come i potenti e insolitamente caldi venti chinook che scorrono lungo il lato orientale delle Montagne Rocciose. Nelle regioni artiche, l'aria secca estremamente densa viene estratta dai bordi delle calotte di ghiaccio per gravità. Questi potenti venti impetuosi sono conosciuti come venti catabatici o gravitazionali. I valichi montani fungono anche da imbuti naturali e aumentano la velocità del vento. In California, i venti di Santa Ana che soffiano sui deserti sono migliorati da queste interruzioni. Il vento soffia più forte quando viene forzato dalla topografia attraverso un'apertura stretta e in questi luoghi si possono trovare molti parchi eolici.

Elevate altezze e temperature più fresche

Atterrare a quote più elevate, come montagne o altipiani, sono naturalmente più freschi a causa di un fenomeno noto come il tasso di cadenza ambientale. Osservato per la prima volta dall'esploratore e naturalista Alexander von Humboldt, l'aria si raffredda a 3,5 gradi Fahrenheit per ogni 1.000 piedi di dislivello. Questo è l'equivalente di percorrere centinaia di chilometri a nord, e crea un clima complesso delle Highlands con una grande diversità. Nel sud-ovest americano, i deserti si trovano alla base delle montagne che sono sormontate da grandi foreste di pini di Ponderosa a causa degli effetti dell'elevazione.

Orientamento della topografia e dei microclimi

L'orientamento delle pendenze in relazione a il sole ha un profondo effetto sul clima. Nell'emisfero settentrionale, i versanti rivolti a sud sono più soleggiati e supportano comunità ecologiche completamente diverse rispetto ai versanti esposti a nord. Il lato sud di una montagna può avere delle condizioni primaverili settimane o addirittura mesi prima del suo lato nord. Dove esistono neve o ghiacciai per tutto l'anno, vengono allevati dall'ombra fornita dai pendii rivolti a nord e ovest. Nelle regioni montuose come le Alpi in Europa, interi villaggi possono essere posti all'ombra per mesi in inverno, per poi riemergere in primavera. In tali comunità, è comune avere una vacanza per segnare la ricomparsa del sole.