Föhn, cirri da föhn e cirri da onde di montagna
Se una massa d’aria fredda è bloccata da una catena di montagne troppo alta perchè essa ci possa scorrere sopra, il vento in quota può spirare al di là delle montagne e discendere nella parte sottovento. La discesa scalda l’aria e la rende molto secca e ciò può generare condizioni molto piacevoli talvolta. Quando invece il vento è molto forte e a raffiche esso rende la gente inquieta, con la gola secca e talvolta provoca mal di testa. Se l’aria fredda è coperta da nubi che appena trabordano oltre la sommità della cresta allora è riempita da nubi d’onda che evaporano dopo alcune onde quando l’aria scende la china sottovento, anche se le onde continuano e con esse le grandi variazioni al suolo. Tali ventisono indicati come föhn sulle Alpi e con tale nome si indicano venti analoghi in altre parti del mondo.
È stato ampiamente detto che il vento caldo e secco è il risultato della pioggia caduta sulle montagne cosí che è molto meno nuvoloso nella parte sottovento che in quella sopravento e la temperatura è più alta a causa del calore latente di condensazione della pioggia che è rimasto nell’aria. Questa è una buona spiegazione in termini teorici, ma normalmente non corretta perchè si da il caso che la pioggia sulle montagne non cada spesso. Vi sono venti con caratteristiche simili a quelli descritti che provengono da un altopiano secco e privo di nubi, come per esempio quelli nel Natal in Sud Africa.
Quando le nubi non oltrepassano la cresta ed il picco è avvolto dalla luce solare ovviamente la pioggia non può giocare alcun ruolo: l’aria fredda si comporta come un altopiano. Il föhn spira quindi giù dalle Alpi svizzere ed austriache verso il versante italiano. Un buon esempio del ruolo giocato nel föhn dalla precipitazione è quello sulle montagne del Giappone quando il vento da nord ovest spira sul mare del Giappone con forti nevicate sul versante sopravento ed uno splendido sole nella pianura di Tokio. Il chinook delle Montagne Rocciose di nord ovest ha anche notevoli punti di contatto col föhn.
Si potrebbe pensare che un effetto come questo che si svolge al livello del suolo sia confinato nella porzione inferiore dell’atmosfera, ma cosí non è in realtà. Gli eventi naturali in atmosfera nel raggiungimento del punto di equilibrio, ammesso che esista, coinvolgono un notevole strato di aria. Quando una corrente d’aria è bloccata da una catena montuosa la parte che supera la sommità si trova a dovere colmare uno spessore di atmosfera più grande sull’altro versante; in conseguenza deve essere ritardata per mantenere lo stesso flusso di volume; deve quindi dirigersi verso l’alta pressione che produce un effetto decelerante; allora parte dell’aria deve essere resa più fredda e più densa per accrescerne il peso; ne consegue che l’aria ai livelli superiori deve salire e ciò produce una nube d’onda sul versante sottovento o abbastanza vicino ad esso. La conseguenza di tutto questo è che nei luoghi dove la nube ai bassi livelli sparisce nel momento in cui oltrepassa il crinale appare una nube d’onda ai livelli superiori la quale si può estendere parecchio sottovento. Visto dal luogo dove la nube bassa oltrepassa la catena montuosa ed evapora senza ulteriori sviluppi, la porzione di cielo libero tra essa e l’alta nube d’onda è conosciuta come finestra del föhn (föhn lücke). La nube d’onda molto alta è normalmente composta inizialmente da goccioline d’acqua sopraraffreddate, ma può avere tutto il tempo di ghiacciare e allora, se non viene riportata al di sotto del livello di evaporazione del ghiaccio, può persistere per diverse centinaia di chilometri come una lunga scia chiamata cirro da föhn (föhn cirrus).