В горных странах часто, особенно зимой, дуют особые ветры — «фены», причина которых в основном та же, что и «боры».
Если по одну сторону хребта устанавливается область низкого давления воздуха, по другую— высокого, то при определенном расположении этих областей создается течение воздуха от высокого к низкому давлению через хребет. Поднимаясь на наветренной стороне, воздух охлаждается примерно на 0,5° на 100 м и выделяет влагу в виде облаков и осадков. Опускаясь уже сухим, на подветренной стороне, он нагревается примерно на 1° на каждые 100 м высоты, и от этого повышения температуры его относительная влажность еще уменьшается. Вниз к подножию хребта он приходит поэтому в виде сухого и теплого ветра. При большой высоте хребта нагревание может достигать очень значительной величины, особенно если разность температур по обе стороны хребта была не слишком велика.
Положим, например, что в области, откуда дует ветер, температура равна 10°, а по другую сторону гор — 15°; пусть высота горного хребта 2500 м. Поднимаясь с наветренной стороны, воздух охладится на 2500 x 0,5 : 100 = 12,5°, т. е. придет на вершину с температурой —2,5°. При этой температуре он не может содержать много водяных паров, и большая часть их выделится в виде осадков. Опускаясь вниз по другую сторону хребта, воздух, как уже не насыщенный, будет нагреваться на 1° на каждые 100 м, т. е. придет вниз с температурой —2,5°+25° = 22,5°. Таким образом вместо температуры 15° внизу получается 22,5° — на 7,5° выше, чем до фена; влажность при фене также резко падает.
Такие повышения наступают по большей части внезапно и, если дело происходит зимой, сразу меняют морозную погоду на сухую и теплую. Если фен дует несколько дней подряд, он быстро «съедает» снеговой покров; его так и зовут в Альпах «пожирателем снега». Подтаивание снега нередко влечет за собой обрушивание больших снежных масс на горных склонах, так называемые лавины, чрезвычайно опасные для путешественников в горах. При первых признаках фена, — а одним из признаков его является облачная стена над вершиной хребта, так и называемая «феновой стеной», — им необходимо спуститься в безопасное место.
При боре температура также повышается, но притекающие сверху массы сами по себе значительно холоднее, чем при фене, а потому, несмотря на нагревание от опускания вниз, приходят к подошве горы все же еще достаточно холодными. По основному же характеру фен и бора—ближайшие родственники. Фен, как и бора, может достигать очень большой силы и нередко валит деревья на лесистых склонах гор.
Очень хорошо описывает фен известный немецкий метеоролог Г. Фикер, который особенно подробно изучал фены в Австрийских Альпах и еще в молодости устроил для этой цели ряд специальных горных станций на разных высотах. В одной из статей он сообщает, что ему пришлось за один сезон подняться 55 раз из Инсбрука (580 м) на Патчеркофель (1970 м), так что он сделал в общем более 150000 м подъемов и спусков. «Так, для разнообразия, — пишет он, — материал для докторской диссертации получался преимущественно при посредстве ног, тогда как обычно в этих случаях предпочитается более сидячий образ жизни…»
Вот описание фена, которое дает Фикер в одной из своих популярных статей.
«Холодная зимняя ночь в горной долине. Резко и ясно вырисовываются снежные горы на темном ночном небе, на котором беспокойно блещут звезды. Несколько длинных, необычных облаков неподвижно стоят над вершинами; некоторые из них держатся на них, как маленькие флаги. Или это снег, взметаемый снегом на гребне? В долине, однако, еще все спокойно; тяжело лежит на дне долины холодный ночной воздух; резко звучат шаги запоздалого путника на мерзлой земле. Но если он остановится и прислушается к ночной тишине, ему покажется, что он слышит далекий шум, — шум горных лесов высоко над долиной. И странно! В то время как деревья внизу еще склоняются под тяжестью снега и сверкающий иней одевает их сучья и ветви, сосновые леса на высотах уже стоят черные, свободные от снега.
Полночь миновала. Холодные массы воздуха в долине приходят в движение, уходят вниз. Дует холодный горный ветер, сильнее, чем обычно… И все громче, ближе слышится шум старых сосновых лесов. Холодный ветер усиливается и дует порывами, под напором которых гнутся деревья и роняют свой снег на землю.
На небе обозначается заря. С южной стороны ее скрывает легкая дымка облаков. Но это не бледные, нежные краски, предвещающие лучезарный зимний день. Нет, эта игра красок полна какого-то яркого, больного огня, она пророчит что-то тяжелое. Холодный воздух все еще движется в долине. И вдруг внизу проносится теплый порыв ветра, душный, точно из печи; шумит по лесу, завывает вокруг углов домов, взметает снег на улице и исчезает. Борьба между феном и холодным воздухом в долине началась. Теперь, после восхода солнца, холодные и теплые порывы быстро сменяют друг друга. Это ожесточенная, страстная борьба, в которой не всегда одерживает верх пришелец с высот. Но большей частью первенство остается за феном, и он широким теплым потоком устремляется по дну долины.
И вот начинается работа фена. Тяжелыми, влажными комьями падает снег с деревьев. Сухое, горячее дыхание проносится по лугам и по склонам и пожирает белый покров. Недаром в Швейцарии фен называют «пожирателем снега». То, чего солнце не может сделать в несколько дней, он делает в несколько часов. За зимней ночью следует весенний день, только без цветов и зелени. На крутых горных склонах растаявшая вода проникает под снег и, как смазочное масло, приводит снежные массы в движение: в долину несутся лавины. Грязный, черный след показывает, что лавины доходят до самой земли. Лишь там вверху, на гребнях гор, крутится, легкий снег под ударами южного ветра. Там царит мороз, и ледяным дыханием дышит буря над вершинами.
Фен — замечательный художник. Горы кажутся близкими, как никогда; исчерна-синими и фиолетовыми предстают леса, голубыми, как сталь, тени на снегу, глубокосиним — небо, по которому тянутся ослепительно белые облака. Легкое покрывало перистых растаяло. И лишь на юге стоит, как и прежде, неизменная, несмотря на бурю, стена облаков: «феновая стена». Житель гор знает, что фен — предвестник ненастной погоды. К концу фена на западе обычно появляется темный облачный покров, надвигается ближе и ближе. В бешеных порывах ослабевает сила теплого ветра, точно он знает, что там, на западе, близится сильнейший противник. Холодные, тяжелые массы воздуха, доходящие до гребней гор, врываются в долину, неся за собой снег и дождь. Они проникают под теплый поток фена и заставляют его уйти наверх. Там он еще может дуть некоторое время, пока холодный воздух не наполнит всю долину до самых высоких вершин и не вытеснит его окончательно от земли. Замечательное явление погоды, которое мы называем феном, тем самым заканчивается».