Deux versants d’une même crête montagneuse, distants de quelques kilomètres seulement, peuvent abriter des mondes entièrement différents. D’un côté : des forêts de brouillard, des rochers couverts de mousse et des torrents bruyants. De l’autre : une terre calcinée, des arbustes clairsemés et des précipitations qui atteignent à peine quelques millimètres par an. Derrière ce contraste saisissant se cache un seul mécanisme : l’air humide contraint de franchir une barrière montagneuse et qui décharge sa cargaison en chemin. Les géographes appellent ce phénomène « l’ombre pluviométrique ».
Précipitations orographiques : l’air humide qui s’élève
La vapeur d’eau évaporée des océans et des grandes étendues d’eau est transportée vers l’intérieur des terres par les vents dominants. Lorsque cette masse d’air chargée d’humidité rencontre une chaîne de montagnes, elle n’a d’autre issue que de gravir le versant. Les précipitations produites par l’air ainsi soulevé au-dessus d’un obstacle sont appelées précipitations orographiques (ou pluies de relief). Le mot « orographique » vient du grec « oros », montagne, et décrit l’influence du relief sur l’atmosphère.
Comme la pression atmosphérique diminue au-dessus de l’air qui monte, celui-ci se dilate. Un gaz qui se dilate se refroidit, de sorte que la température de la masse d’air baisse à mesure qu’elle s’élève. Tant que la condensation n’a pas commencé, ce refroidissement suit le taux « adiabatique sec » d’environ 1 °C par 100 mètres.
La condensation et la naissance des nuages
En se refroidissant, l’air voit sa capacité à retenir la vapeur d’eau chuter rapidement. Lorsque la température atteint le point de rosée, la vapeur commence à se condenser en fines gouttelettes d’eau : c’est ainsi que se forment les nuages. Parce que la chaleur latente libérée lors de la condensation réchauffe légèrement l’air, le refroidissement se poursuit ensuite plus lentement, au taux « adiabatique humide ».
À mesure que l’ascension continue, les gouttelettes fusionnent, s’alourdissent et tombent en pluie ou en neige. C’est pourquoi les précipitations se concentrent sur le versant au vent (face au vent) des montagnes et augmentent généralement avec l’altitude. Lorsque la masse d’air atteint le sommet, elle a déjà perdu l’essentiel de son humidité.
Pourquoi le versant au vent est-il verdoyant ?
Constamment baigné de nuages, de brouillard et de pluie, le versant au vent devient un écosystème riche en eau. Forêts denses, fougères, sols profonds et cours d’eau permanents caractérisent cette face. Dans certaines régions, les précipitations annuelles atteignent plusieurs milliers de millimètres ; les collines au vent de Kauai, à Hawaï, comptent parmi les endroits les plus arrosés de la planète. Comme cette face stocke aussi un épais manteau neigeux, elle agit comme un réservoir naturel qui alimente les rivières pendant l’été sec.
Le versant sous le vent et l’ombre pluviométrique
L’air qui franchit le sommet est désormais sec. En descendant la face sous le vent (à l’abri du vent) de la montagne, il est comprimé et réchauffé par l’augmentation de la pression. L’air plus chaud peut contenir davantage d’humidité, mais comme il n’en a plus à céder, son humidité relative baisse et la formation de pluie devient presque impossible. Cette zone sèche est l’ombre pluviométrique, et elle correspond souvent à une steppe semi-aride ou à un véritable désert.
Le contraste entre les deux versants peut être spectaculaire : en Norvège, la face occidentale des Alpes scandinaves reçoit plus de 2 000 millimètres par an, tandis que la région d’Oslo, juste à l’est, en atteint à peine le tiers. Même bande de longitude, même latitude, un climat totalement différent.
Le foehn : le vent de descente qui réchauffe et assèche
Ce flux d’air chaud et sec qui descend le versant sous le vent est connu dans de nombreuses langues sous le nom de foehn (foehn dans les Alpes, chinook en Amérique du Nord, zonda en Argentine). À la montée, l’air se refroidit lentement au taux adiabatique humide, mais à la descente il se réchauffe rapidement au taux adiabatique sec. En raison de cette asymétrie, la masse d’air atteint la plaine plus chaude et bien plus sèche qu’au début de son ascension. Les vents de foehn peuvent faire fondre la neige rapidement, effondrer l’humidité en quelques heures et accroître le risque d’incendie de forêt.
Exemples à travers le monde
Les ombres pluviométriques apparaissent partout où les montagnes bloquent les vents humides. Le désert d’Atacama, au Chili, abrité par le flanc oriental des Andes, est considéré comme l’endroit non polaire le plus sec de la Terre. Le plateau tibétain, au nord de l’Himalaya, et les steppes d’Asie centrale sont arides parce que l’humidité de la mousson ne parvient pas à franchir les montagnes. En Amérique du Nord, la Vallée de la Mort, dans l’ombre de la Sierra Nevada, et la steppe de l’est de l’État de Washington, derrière la chaîne des Cascades, résultent du même processus. Dans le sud de l’Amérique du Sud, où les Andes interceptent des vents venus de la direction opposée, l’ombre pluviométrique s’étend sur la Patagonie argentine. Dans tous les cas, une règle s’applique : sur quel versant la montagne laisse son humidité, l’autre versant reste sec.