Opad orograficzny porusza się powietrze napotyka na przeszkodę w terenie , że siła do wyrośnięcia. Ta przeszkoda może być stopniowe, jak stoku z Wielkich Równin Ameryki Północnej, lub być strome tak z góry. Powoduje to opadanie powietrza, skręcanie za róg i zmianę temperatury rosnącą z różną szybkością, ponieważ jest nasycone lub nienasycone. Wynika z odchylenia zgodnie z suchym gradientem adiabatycznym, o ile nie jest nasycony. Następnie zmiana jest dokonywana zgodnie z szybkością mokrego gradientu adiabatycznego (lewa część obrazu) i będą powstawały chmury. W obu tych przypadkach, jeśli tempo zmian temperatury uniesionej masy powietrza staje się większe niż otoczenia, unoszone powietrze staje się niestabilne .
Załóżmy, że powietrze jest stabilne (uwarstwione z równoważną potencjalną temperaturą rosnącą wraz z wysokością) i przepływ laminarny, w którym wiatr zwiększa się wraz z wysokością. Powietrze poruszające się w pobliżu ziemi podąża za konturami terenu. Kiedy napotka przeszkodę, musi wznieść się po jej zboczu, a jego temperatura spada zgodnie z prawem Laplace'a . Jest to komponent prostopadły do przeszkody, który określa prędkość wznoszenia, pomniejszoną o tarcie warstwy blisko podłoża. Dlatego prędkość wiatru przyziemnego wzdłuż zbocza stopniowo maleje wraz z wysokością w taki sam sposób, jak kula o początkowej prędkości „ X ” zwalnia podczas wznoszenia się po pochyłej płaszczyźnie.
Jednak warstwa powietrza nad pierwszą jest cieplejsza od powietrza unoszonego w przypadku stabilnej masy powietrza i blokuje ruch pionowy po zboczu. Ogranicza to wysokość, jaką powietrze powierzchniowe może osiągnąć na zboczu przeszkody:
Ogólnie rzecz biorąc, można określić, czy przepływ powietrza może osiągnąć szczyt, obliczając energię kinetyczną wiatrów i energię potencjalną, którą musi pokonać masa powietrza . Liczba Froude'a jest stosunkiem tych dwóch wielkości i musi być większa niż 1, aby doprowadzić do przeregulowania. Jednak generalnie powinno być więcej niż 1,5 z powodu tarcia.
Jeśli powietrze jest niestabilne, zmiana temperatury na wyniesionej działce jest wolniejsza niż w otoczeniu. Mamy wtedy sytuację, w której temperatura działki jest wyższa niż powietrze, które ją otacza, a zatem jest mniej gęsta. Poddaje się archimedesowemu pchnięciu w górę i wchodzi w konwekcję. Jeśli powietrze jest niestabilne warunkowo, struktura temperaturowa między powierzchnią a pewną wysokością jest stabilna, a następnie niestabilna, poziom konwekcji swobodnej (NCL). W tym przypadku mamy sytuację hybrydową: w zależności od siły wiatrów powierzchniowych będziemy mieli sytuację podobną do tej ze stabilnym lub niestabilnym powietrzem, w zależności od osiągniętej wysokości.
W zależności od stabilności powietrza i jego zawartości pary wodnej można wygenerować następujące chmury orograficzne :
Stabilne powietrzePrzy dobrej pogodzie z wyciągu orograficznego mogą korzystać piloci szybowcowi , lotni i paralotniarze . Jest to szczególnie prawdziwe we wschodnich Stanach Zjednoczonych . Linie grzbietów Appalachów są zorientowane na południowy-zachód i północny wschód i są stosunkowo ciągłe. Ponadto, biorąc pod uwagę ich orientację, najkorzystniejsze warunki panuje przy przepływie północno-zachodnim, czyli po przejściu zimnego frontu . Daje to doskonałe połączenie wyciągu orograficznego i termicznego .
W tych warunkach w tym regionie odbyły się rekordowe loty. Najlepszym miejscem do wykonywania stoków lotów jest dolina Sequatchie River (in) w Tennessee , która ma 100 km długości. To zbocze jest używane przez lotnie w Dunlap, a rzadziej przez szybowce z Jasper .
Gdy powietrze jest stabilne, winda orograficzna pozwala tylko na loty lokalne, ponieważ opuszczając wspomniany stok, znajdujemy się w obecności stabilnego powietrza i dlatego nie może powstać siła nośna termiczna.
W pobliżu pionowych klifów zwykle występuje obszar turbulencji z opadającym powietrzem w pobliżu podstawy klifu, ale także nadająca się do eksploatacji winda. Zjawisko to wykorzystał Orville Wright , ustanawiając w 1911 roku rekord czasu lotu wynoszący 11 minut. Po drugiej stronie terenu mogą powstawać fale orograficzne (i wirniki ), które również mogą być wykorzystane przez pilotów szybowcowych do zdobywania wysokości.