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Die Art und Weise, wie Berge das Klima formen, wird als orographischer Effekt bezeichnet. Er beschreibt, wie sich Luftmassen beim Auf- und Absteigen an den Seiten der Berge verändern. Die Leeseite eines Berges ist oft mit warmer, trockener Luft verbunden. Regenschatten entstehen an den Lee-Hängen von Gebirgszügen, was zu Wüsten oder anderen Klimazonen führt, die durch geringen Niederschlag gekennzeichnet sind. Dies wirkt sich auch auf den Kondenswasserkreislauf und den Niederschlagswasserkreislauf aus.
Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Um zu verstehen, was mit der Luft in Lee passiert, muss man wissen, was mit der Luft passiert, wenn sie sich abkühlt und erwärmt. Die relative Luftfeuchtigkeit (RH) misst die Menge an Wasserdampf oder Feuchtigkeit in der Luft im Verhältnis dazu, wie viel Feuchtigkeit die Luft bei einer bestimmten Temperatur halten kann. Eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 Prozent bedeutet also, dass die Luft 40 Prozent der Feuchtigkeit enthält, die sie bei ihrer aktuellen Temperatur halten könnte.
Wenn die relative Luftfeuchtigkeit 100 Prozent erreicht, soll die Luft ihren Sättigungs- oder Taupunkt erreicht haben, und Kondensation tritt in Form von Tau, Nebel, Regen oder anderem Niederschlag auf. Da kühle Luft nicht so viel Feuchtigkeit aufnehmen kann wie warme Luft, wird der Taupunkt schneller erreicht, wenn warme Luft abkühlt.
Luv und Lee
Berge haben zwei Seiten: windwärts und Lee. Die Luvseite ist dem Wind zugewandt und empfängt normalerweise warme, feuchte Luft, oft von einem Ozean. Wenn der Wind auf einen Berg trifft, wird er nach oben getrieben und beginnt sich abzukühlen. Kühle Luft erreicht ihren Taupunkt schneller und das Ergebnis ist Regen und Schnee.
Während die Luft den Berg erklimmt und den Lee-Hang hinunterfliegt, hat sie jedoch viel Feuchtigkeit auf der Luvseite verloren. Die Luft auf der Leeseite erwärmt sich ebenfalls beim Absenken und senkt die Luftfeuchtigkeit noch mehr. Ein Beispiel für diesen Effekt ist das Death Valley National Monument in Kalifornien. Death Valley liegt auf der Leeseite der Sierra Nevada und ist einer der trockensten und wärmsten Orte der Erde.
Chinook Winde
Der orographische Effekt erzeugt kühlere Luft, die sich auf der Windseite der Berge nach oben bewegt, und wärmere Luft, die sich auf der Windseite nach unten bewegt. Wenn die Luft aus dem Windschatten den Hang hinunterstürzt, erwärmt sie sich oft dramatisch und schnell. Solch eine schnelle Erwärmung und Trocknung der Luft kann sehr starke Winde erzeugen, die als Chinook- oder Föhnwinde bekannt sind.
Sie treten auf, wenn Gebirgszüge im rechten Winkel zu vorherrschenden Winden stehen, wie in der Sierra Nevada in Nordamerika oder in den Alpen in Europa. Die Winde mit Lee-Hang können die Temperatur für jeden Höhenunterschied von 100 Metern um bis zu 1 Grad Celsius erhöhen (5,5 Grad Fahrenheit pro 1.000 Fuß). In Kanada bringen der Chinook oder "schneefressende" Winterwind schnell steigende Temperaturen mit sich, die den Schnee schnell zum Schmelzen bringen.
Regenschatten
Ein weiterer Aspekt des orografischen Effekts ist die Erzeugung von Regenschatten auf der Leeseite der Berge. Regenschatten treten häufiger auf, wenn die Luvseite eines Berges steil ist, und warme Luft kühlt sich daher über eine kürzere Strecke schneller ab, was zu mehr Luvniederschlägen führt. Somit ist die Luft auf der Leeseite noch trockener, da die gesättigte Luft auf der Luvseite schneller ihre Feuchtigkeit verliert.
Ein Beispiel für diesen Effekt sind die Appalachen im Osten der Vereinigten Staaten. Feuchte Luft kühlt mit einer normalen Zeitrafferrate von 6 Grad Celsius pro 1.000 Meter Höhenunterschied (3 Grad Fahrenheit pro 1.000 Fuß) ab. Bei den Appalachen ist die Feuchtigkeitsrate jedoch um 40 Prozent höher, so dass die westliche oder Lee-Seite der Berge viel weniger Niederschlag erhält.