(2.4.3. szakasz)
A stabil környezetben az akadályra (például egy hegyre) merőlegesen fújó erős szelek kénytelenek a szél felőli oldalon emelkedni, és a szél alatti lejtőkön ereszkedni. A megzavart légáram lefelé haladva hullámok sorozatában kezd el oszcillálni, hegyi hullámokat keltve.
Ha a hullámok lényegében mozdulatlanok maradnak, miközben a levegő áthalad rajtuk, akkor nem turbulens álló- vagy állóhullámoknak (és csapdába esett lee-hullámoknak is) nevezzük őket. Ha a levegő kellően nedves, a hullámcsúcsokon a felszálló levegőben orografikus felhők jelenhetnek meg (5. ábra). Ezek leggyakrabban hegyvonulatok felett vagy azoktól lefelé alakulnak ki, és általában néhány órán át (ritkán egy napnál tovább) mozdulatlanok maradnak.
A földön tartózkodó megfigyelő számára ezek a felhők nagyon lassan mozognak, ha egyáltalán mozognak, bár a szél a felhő szintjén erős lehet. Bizonyos esetekben a szél sebességét a felhőben lévő jelek, például a felhő egyik végétől a másikig mozgó különálló elemek árulják el. Ezek a hegyi hullámok által létrehozott lencse alakú felhők a légkör stabil középső szintjein erős szelet jeleznek. Nem hoznak létre csapadékot.
5. ábra. Hegyi hullámok
Néha ezek a hullámok nagy távolságokra terjednek “lee-hullámvonalakban”, így hatásuk nagy távolságban is érezhető. A hegylánccal párhuzamos hosszú sávokban, szabályos, több kilométeres időközönként láthatóak (6. ábra).
A műholdfelvételeken áramvonalas mintázatot alkotnak.
6. ábra. Műholdfelvétel a szélárnyékos hullámvonulatokról (A = a tartomány igazodása; B = szélirány)
A hullámfelhők egyszerre is megjelenhetnek különböző szinteken. Gyakran egy vagy több orografikus alakú lenticularis felhőhalmaz jelenik meg a domb vagy hegy fölött, néha kissé felfelé vagy lefelé a széllel szemben. A légáramlásra gyakorolt orografikus hatás jelentős lehet a csúcsok vagy hegycsúcsok szintjét sokszorosan meghaladó szinteken, akár a sztratoszférát is elérheti (7. ábra).
7. ábra. Csapdába esett lee-hullámok
A széles hegygerinceken, amikor a légkör mélységén keresztül nagy légköri stabilitás és a hegycsúcs felett kifejezett szélnyírás van, függőlegesen terjedő hullámok keletkezhetnek, ahol az energia felfelé terjed. Ezeket csapdázatlan lee-hullámoknak nevezzük, és az orográfiai hatás következtében kialakuló cirkuláris felhőzet (8. ábra) a troposzféra csúcsához közeli turbulenciára utal. Néha a hullámcsúcsok a magas szinten túl a sztratoszférába is benyúlhatnak.
8. ábra. Függőlegesen terjedő hullám
Ahol a hegy és a felhő között világos rés (foehn rés) van, ott a turbulencia valószínűleg erős. Ahol nincs egyértelmű rés a domb és a felhő között, ott az esetleges turbulencia valószínűleg gyenge.
Bár a felhők jelzése a légmozgás és a turbulencia jelévé válik, ez néha vizuális jelek nélkül is előfordul. A tiszta levegő turbulenciája gyakran fordul elő a tropopauza közelében a függőlegesen terjedő hullámok miatt száraz körülmények között.
A hegyi hullámok amplitúdója bizonyos időszakokban nagy értékeket érhet el, és a hullámenergia közvetlenül a gerinctől felfelé terjed lefelé, jelentős időjárási eseményeket hozva létre, mint például hullámtörés, erős vagy szélsőséges turbulencia, forgószelek és káros lejtőszélviharok a hegyi gát szélárnyékos oldalán.
A szélárnyékos hullámfelhő alatt, az alsó rétegekben vízszintes tengelyű, nagy örvénylő örvény alakulhat ki (9. ábra). Ha ennek a nagy álló örvénynek a felszálló levegője eléggé lehűl, akkor a felső részen egy “rotorfelhőnek” (görgetegfelhőnek) nevezett felhősáv jelenhet meg. A rotor- vagy görgetegfelhők a Föld felszínén vagy annak közelében lévő erős turbulenciájú területre utalnak, ahol a felszíni szelek iránya és/vagy sebessége erősen változó, így veszélyt jelentenek a repülésre.
9. ábra. Rotorfelhő