Cuando el flujo de aire se encuentra con una montaña o colina, se ve obligado a ascender, lo que se denomina ascenso orográfico. Si la corriente de aire es suficientemente húmeda, se forman unas nubes en la ladera de barlovento que reciben el nombre de nubes orográficas (figura 2).
Figura 2. Nube orográfica en condiciones de estabilidad y elevado grado de humedad a barlovento
El tipo de nube que se forma depende de la estabilidad del aire y el contenido de humedad. El aire también asciende una ladera debido al calentamiento diurno, por lo que a menudo el ascenso orográfico y la ascendencia térmica se combinan para generar nubes Cumulus altas y con desarrollo vertical (figura 3). Por consiguiente, las zonas accidentadas tienden a ser más nubosas que las cercanas a terrenos más bajos.
Figura 3. Nube orográfica en condiciones de inestabilidad y elevado grado de humedad a barlovento
Las nubes ya existentes que llegan a zonas montañosas o accidentadas pueden experimentar cambios en su forma y estructura debido a la topografía cuando se encuentran a alturas comparables a la del obstáculo. Se vuelven más densas, aumenta el tamaño y la concentración de gotitas de agua o partículas de hielo y con frecuencia desarrollan una gran extensión vertical. Estas nubes pueden coronar la cima. Es posible que empiecen a caer precipitaciones o que aumente su intensidad. Con frecuencia se produce precipitación orográfica intensa en la ladera de barlovento de la barrera, especialmente en el caso de barreras situadas cerca del mar. Para que se este proceso, que recibe el nombre de aumento orográfico de la precipitación, tenga lugar, son necesarias unas condiciones sinópticas específicas que no guardan relación con la topografía.
Las nubes disminuyen su grosor y se disipan en la ladera de sotavento, donde el relieve provoca un movimiento descendente y la precipitación es notablemente menor (sombra de la lluvia). En el caso de una montaña aislada, las nubes orográficas se presentan normalmente forma de collar alrededor de la montaña, o de capuchón que cubre la cima (figura 4), ambos fenómenos son bastante simétricos. Estas nubes producen poca o ninguna precipitación. En el caso de una barrera montañosa, cuando se observa desde la ladera de sotavento, las nubes en capuchón indican que probablemente exista actividad de onda corriente abajo. A veces las nubes semejan un a banco o muro que imita los contornos de la montaña. Es importante recordar que la ausencia de nubes no significa que no existan ondas; en condiciones más secas es posible que se produzcan ondas sin nubes en capuchón.
Figura 4. Nube orográfica en condiciones de estabilidad y bajo grado de humedad a barlovento
Cuando el viento sopla con intensidad puede obervarse cómo las nubes orográficas formadas cerca de la cima se alejan de la montaña por la ladera de sotavento. Se trata de nubes en banderola, y no deben confundirse con la nieve desprendida por el viento de la cresta o cima.