Il modo in cui le montagne modellano il clima è noto come effetto orografico, che descrive come le masse d'aria cambiano mentre salgono e scendono i fianchi delle montagne. Il lato sottovento di una montagna è spesso associato all'aria calda e secca. Le ombre delle piogge vengono create sulle pendici sottovento delle catene montuose, con la conseguente desertificazione o altri climi caratterizzati da basse precipitazioni.
Temperatura e umidità
Per capire cosa succede all'aria sottovento, è necessario per avere un'idea di cosa succede all'aria quando si raffredda e riscalda. L'umidità relativa (RH) misura la quantità di vapore acqueo, o umidità, nell'aria in relazione alla quantità di umidità che l'aria potrebbe trattenere a una data temperatura. Pertanto, un'RH del 40 percento significa che l'aria contiene il 40 percento dell'umidità che potrebbe trattenere alla sua temperatura corrente. Quando l'umidità relativa raggiunge il 100 percento, si dice che l'aria abbia raggiunto la sua saturazione, o che la rugiada, il punto e la condensa avvengano sotto forma di rugiada, nebbia, pioggia o altre precipitazioni. Poiché l'aria fredda non riesce a trattenere la stessa quantità di umidità dell'aria calda, il punto di rugiada viene raggiunto più rapidamente quando l'aria calda si raffredda.
Sopravvento e Sottovento
Le montagne hanno due lati, sopravvento e sottovento. Il lato al vento è rivolto verso il vento e in genere riceve aria calda e umida, spesso proveniente da un oceano. Quando il vento colpisce una montagna, è forzato verso l'alto e inizia a raffreddarsi. L'aria fresca raggiunge il suo punto di rugiada più rapidamente e il risultato è pioggia e neve. Mentre l'aria cresta la montagna e scende lungo il pendio sottovento, tuttavia, ha perso molta della sua umidità sul lato sopravvento. Anche l'aria sottovento si scalda mentre scende, abbassando l'umidità ancora di più. Un esempio di questo effetto è il Death Valley National Monument in California. La Death Valley è situata sul lato sottovento delle montagne della Sierra Nevada, ed è uno dei luoghi più aridi e più caldi della Terra.
Venti Chinook
L'effetto orografico crea aria più fresca che si muove verso l'alto lato sopravvento delle montagne e aria più calda che si muove lungo il lato sottovento. Spesso, mentre l'aria sottovento scende lungo il pendio, si riscalda in modo abbastanza drammatico e rapido. Tale rapido riscaldamento ed essiccamento dell'aria possono produrre venti molto alti conosciuti come i venti Chinook o Foehn. Si verificano quando le catene montuose sono ad angolo retto rispetto ai venti dominanti, come nella Sierra Nevada del Nord America o nelle Alpi in Europa. Il vento in pendenza sottovento può aumentare la temperatura fino a 1 grado Celsius per ogni 100 metri di dislivello (5,5 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi). In Canada, il Chinook, o "snow eater", i venti invernali portano rapidamente temperature in aumento che sciolgono rapidamente la neve.
Rain Shadows
Un altro aspetto dell'effetto orografico è la creazione di ombre di pioggia sul lato sottovento delle montagne. Le ombre delle piogge sono più prevalenti quando il lato al vento di una montagna è ripido, e quindi l'aria calda si raffredda più rapidamente su una distanza più breve creando più precipitazioni sul lato del vento. Pertanto, l'aria sottovento è ancora più secca poiché l'aria satura ha perso la sua umidità più rapidamente sul lato sopravvento. Un esempio di questo effetto è visto negli Appalachi degli Stati Uniti orientali. L'aria umida si raffredda ad una velocità di cadenza normale di 6 gradi Celsius per ogni 1.000 metri di altezza di elevazione (3 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi). Negli Appalachi, tuttavia, il tasso di cadute umide è del 40% maggiore, e quindi il lato occidentale o sottovento delle montagne riceve molto meno precipitazioni.
