(Luku 2.4.3)
Vakaassa ympäristössä voimakkaat tuulet, jotka puhaltavat kohtisuoraan esteeseen (kuten vuoreen) nähden, joutuvat nousemaan ylös tuulenpuoleisella puolella ja laskeutumaan myötätuulen rinteitä pitkin. Häiriintynyt ilmavirta alkaa värähtelemään aaltojen sarjassa, kun se liikkuu alavirtaan, jolloin syntyy vuoristoaaltoja.
Jos aallot pysyvät olennaisesti paikoillaan ilman liikkuessa niiden läpi, niitä kutsutaan ei-turbulenttisiksi paikoillaan pysyviksi tai seisoviksi aalloiksi (ja myös loukkuun jääneiksi leeaalloiksi). Kun ilma on riittävän kosteaa, nousevaan ilmaan voi syntyä orografisia pilviä aallonharjoilla (kuva 5). Ne muodostuvat useimmiten vuorijonojen yläpuolelle tai myötätuuleen ja pysyvät paikallaan yleensä joitakin tunteja (harvoin yli vuorokauden).
Maassa olevalle havainnoitsijalle nämä pilvet liikkuvat hyvin hitaasti, jos lainkaan, vaikka tuuli pilven korkeudella voi olla voimakas. Tietyissä tapauksissa tuulen nopeus paljastuu pilvessä olevista merkinnöistä, esimerkiksi erillisistä elementeistä, jotka liikkuvat pilven toisesta päästä toiseen. Nämä vuoristoaaltojen synnyttämät linssinmuotoiset pilvet ovat osoitus voimakkaasta tuulesta ilmakehän vakaassa keskitasossa. Ne eivät tuota sadetta.
Kuva 5. Vuoristoaallot
Joskus nämä aallot etenevät pitkiä matkoja ”lee-aaltojaksoina”, joten vaikutukset voivat tuntua myös hyvin kaukana. Niiden voi nähdä suuntautuvan pitkiksi kaistoiksi vuoriston suuntaisesti useiden kilometrien säännöllisin väliajoin (kuva 6).
Satelliittikuvissa ne muodostavat virtaviivakuvion.
Kuva 6. Satelliittikuva lee-aaltojuonista (A = kantaman linjaus; B= tuulen suunta)
Aaltopilvet voivat esiintyä myös samanaikaisesti eri tasoilla. Usein kukkulan tai vuoren yläpuolelle ilmestyy yksi tai kasa useita orografisen muotoisia lenticularis-pilviä, joskus hieman tuulen ylä- tai alapuolella. Orografinen vaikutus ilmavirtaukseen voi olla merkittävä tasoilla, jotka moninkertaisesti ylittävät huippujen tai harjujen tasot, jopa stratosfääriin asti (kuva 7).
Kuva 7. Loukkuun jääneitä leeaaltoja
Leveillä vuorenharjuilla, kun ilmakehän stabiilisuus on suuri ilmakehän syvyyden kautta ja vuorenhuipun yläpuolella on merkittävää tuulenleikkausta, saattaa esiintyä pystysuoraan eteneviä aaltoja, joissa energia etenee ylöspäin. Näitä kutsutaan vangitsemattomiksi leeaalloiksi, ja orografisen vaikutuksen vuoksi muodostunut kiertopilvi (kuva 8) on osoitus turbulenssista lähellä troposfäärin yläosaa. Joskus aallonhuiput voivat ulottua korkean tason yli stratosfääriin.
Kuva 8. Pystysuoraan etenevä aalto
Missä mäen ja pilven välissä on selvä rako (föhn-rako), turbulenssi on todennäköisesti voimakasta. Jos kukkulan ja pilven välillä ei ole selvää rakoa, turbulenssi on todennäköisesti heikkoa.
Vaikka pilvistä tulee merkkejä ilman liikkeistä ja turbulenssista, tämä tapahtuu joskus ilman visuaalisia indikaattoreita. Selkeän ilman turbulenssia esiintyy usein lähellä tropopaussia, mikä johtuu pystysuoraan etenevistä aalloista kuivissa olosuhteissa.
Tietyinä aikoina vuoristoaaltojen amplitudi voi saavuttaa korkeita arvoja, ja aaltoenergia etenee alaspäin välittömästi harjanteen ylätuulen suunnassa aiheuttaen merkittäviä sääilmiöitä, kuten murtuvia aaltoja, voimakasta tai erittäin voimakasta turbulenssia, rottinkia ja vahingollisia myrskyjä vuorirajan leeward-puolella.
Leeaaltopilven alapuolelle, alempiin kerroksiin, voi muodostua suuri pyörteinen pyörre, jossa on vaaka-akseleita (kuva 9). Jos tämän suuren paikallaan pysyvän pyörteen nouseva ilma jäähtyy riittävästi, yläosaan voi syntyä ”roottoripilveksi” (roll cloud) kutsuttu pilvipalkki. Roottori- tai rullauspilvet kertovat voimakkaan turbulenssin alueesta maan pinnalla tai sen läheisyydessä, jossa pintatuulet ovat hyvin vaihtelevan suuntaisia ja/tai -nopeuksisia ja muodostavat siten vaaran ilmailulle.
Kuva 9. Roottoripilvi