(oddíl 2.4.3)
Ve stabilním prostředí jsou silné větry vanoucí kolmo k překážce (např. hoře) nuceny stoupat na návětrné straně a klesat podél návětrných svahů. Rozrušený proud vzduchu začne při pohybu po proudu oscilovat v řadě vln a vytváří horské vlny.
Pokud vlny zůstávají při pohybu vzduchu v podstatě nehybné, označují se jako neturbulentní stacionární nebo stojaté vlny (a také zachycené závětrné vlny). Je-li vzduch dostatečně vlhký, mohou se ve stoupajícím vzduchu na hřebenech vln objevit orografické mraky (obr. 5). Nejčastěji se tvoří nad horskými pásmy nebo po jejich větru a zůstávají v klidu, obvykle několik hodin (zřídka déle než jeden den).
Pro pozorovatele na zemi se tyto mraky pohybují velmi pomalu, pokud vůbec, i když vítr v úrovni mraků může být silný. V některých případech rychlost větru prozrazují značky v oblaku, například oddělené prvky, které se pohybují z jednoho konce oblaku na druhý. Tyto mraky ve tvaru čočky (lenticularis) vytvořené horskými vlnami jsou známkou silného větru ve stabilních středních vrstvách atmosféry. Nevznikají při nich srážky.
Obrázek 5. Horské vlny
Někdy se tyto vlny šíří na velké vzdálenosti v „závětrných vlnách“, takže jejich účinky mohou být citelné i na velkou vzdálenost. Lze je pozorovat orientované v dlouhých pásech rovnoběžných s pohořím, v pravidelných intervalech několika kilometrů (obr. 6).
Na satelitních snímcích tvoří proudnicový vzor.
Obrázek 6. Družicový snímek závětrných vln (A = zarovnání pásma; B = směr větru)
Vlnové mraky se mohou objevit i na různých úrovních současně. Často se nad kopcem nebo horou objeví jeden nebo hromada několika orografických oblaků tvaru lenticularis, někdy mírně proti větru nebo po větru. Orografický vliv na proudění vzduchu může být významný v hladinách mnohonásobně převyšujících hladiny vrcholů nebo hřebenů a může dosahovat i stratosféry (obr. 7).
Obrázek 7. Zachycené závětrné vlny
V širokých horských hřebenech při vysoké stabilitě atmosféry hloubkou atmosféry a výrazném střihu větru nad vrcholem hory se mohou vyskytovat vertikálně se šířící vlny, kdy se energie šíří vzhůru. Tyto vlny se nazývají nezachycené závětrné vlny a cirrovitý oblak vytvořený v důsledku orografického vlivu (obr. 8) svědčí o turbulenci v blízkosti vrcholu troposféry. Někdy mohou vrcholy vln zasahovat i mimo vysokou hladinu do stratosféry.
Obrázek 8. Vertikálně se šířící vlna
Pokud je mezi kopcem a oblakem zřetelná mezera (foehn gap), turbulence bude pravděpodobně silná. Tam, kde mezi kopcem a mrakem není jasná mezera, bude jakákoli turbulence pravděpodobně slabá.
Přestože se důkazem pohybu vzduchu a turbulence stávají mraky, dochází k tomu někdy i bez vizuálních indikátorů. Turbulence jasného vzduchu se často vyskytuje v blízkosti tropopauzy v důsledku vertikálně se šířících vln za sucha.
V určitých obdobích může amplituda horských vln dosahovat vysokých hodnot a energie vln se šíří směrem dolů bezprostředně proti větru od hřebene, což vytváří významné povětrnostní jevy, jako jsou lámající se vlny, silné až extrémní turbulence, rotory a ničivé svahové vichřice na závětrné straně horské bariéry.
Pod závětrným vlnovým oblakem se ve spodních vrstvách může vytvořit velký vír s horizontálními osami (obr. 9). Pokud se stoupající vzduch tohoto velkého stacionárního víru dostatečně ochladí, může se v horní části objevit oblačný pruh zvaný „rotorový oblak“ (roll cloud). Rotorické nebo roll cloudy svědčí o oblasti silné turbulence na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti, s přízemními větry velmi proměnlivého směru a/nebo rychlosti, a představují tak nebezpečí pro letectví.
Obrázek 9. Rotační mrak