Польоти над гірськими районами особливо складні, оскільки тут створюються умови, сприятливі для виникнення небезпечних для авіації явищ. Завдяки взаємодії механічних і термодинамічних чинників в гірських районах виникають і розвиваються гірсько-долинна циркуляція, купчасто-дощові хмари з інтенсивною турбулентністю, зливи, грози, град, шквалисті вітри і гірські хвилі. Ступінь розвитку турбулентності в гірських районах залежить від форми і розмірів гірського масиву, від напряму вітру щодо гірського хребта, від швидкості вітру і характеру зміни його з висотою. Найбільшій деформації повітряні потоки піддаються на підвітряній стороні гірських хребтів, де утворюються турбулентні вихори найрізноманітнішого масштабу. За певних умов, коли повітряні течії направлені до гірського ланцюга, тут виникають ,так звані, гірські хвилі. Це стаціонарна зона, в якій може розвиватися виключно інтенсивна турбулентність з дуже великими швидкостями висхідних і низхідних потоків.
Перші теоретичні дослідження обтікання гірських хребтів повітряним потоком були виконані М.Є. Кочиним. Він розглянув завдання обтікання нерівностей рельєфу потоком ідеальної рідини, що не стискається.
На підставі теоретичних досліджень встановлено, що виникнення підвітряних хвиль залежить від розподілу по висоті параметра Дородніцина-Скорера:
(5.3)
де 
- середня складова швидкості вітру, нормальна до напряму хребта в даному шарі; 
- середня температура повітря в даному шарі; gа і g - сухо-адіабатичний і дійсний вертикальний градієнт температури повітря, відповідно.
Якщо параметр l2 зменшується з висотою, слід чекати розвитку хвиль.
Обчислення параметра l2 зазвичай проводиться по шарах через 0,5 км або 50 гПа. При монотонній зміні температури і швидкості вітру з висотою можна брати шари через 1 км, або 100 гПа, а у разі швидких змін цих елементів товщину шарів доцільно зменшити.
Необхідно мати на увазі, що хвилі можна виявити і за орографічними хмарами, які розвиваються лише при достатній вологості повітря.
У вихорах, що утворюються в нижньому шарі при хвильовій або роторній течії, часто розвиваються роторні хмари, що відрізняються сильною турбулентністю. При спостереженні з повітря ці хмари нагадують смуги купчастих хмар. Основа хмари зазвичай знаходиться на рівні гребеня гірського хребта або нижче, тоді як вершина може бути значно вище за гребінь. Цей вид хмар нерідко спостерігається в Криму над південним схилом хребта при сильному північно-західному вітрі, як правило, незабаром після проходження холодного фронту.
Відомості про орографічні хмари за відсутності даних радіозондування є єдиним критерієм наявності хвиль і вихорів.
При аналізі можливості розвитку гірських хвиль необхідно враховувати:
1. Зміну синоптичних умов. В першу чергу слід визначити можливість наближення або проходження фронтів, які зазвичай викликають різкі зміни вертикального розподілу вітру і температури.
2. Наявність струминних течій. Існування струминної течії з великими зсувами вітру сприяє утворенню потужних хвиль з підвітряного боку гірських систем.
3. Особливості рельєфу. Часто гірські райони складаються з ряду окремих піків або хребтів. Обурення, що створюються кожним з них, можуть істотним чином змінювати загальний хвильовий потік.
4. Добові і сезонні зміни. У ясну погоду радіаційне охолодження повітря сприяє утворенню інверсій у нижньому шарі атмосфери і тим самим розвитку підвітряних хвиль. Крім того, у кожному районі є сезонні зміни повторюваності хвильових явищ. За даними Ферхготта, над підвітряними схилами хребтів висотою до 1000 м гірські хвилі з'являються протягом всього року, а над найбільш високими гірськими хребтами зустрічаються частіше всього взимку.
Багато дослідників орографічної турбулентності підкреслюють важливість і необхідність обліку аеросиноптичних умов, в першу чергу температурної стратифікації атмосфери і вертикального профілю швидкості вітру, а також напряму провідного потоку по відношенню до гірського хребта.
Детальний аналіз аеросиноптичних умов виникнення гірських хвиль виконав в 1971 р. М.С. Шелковніков. Їм проаналізовані численні аеросиноптичні матеріали льотних подій і спеціальних польотів в районі Кавказу, у Середній Азії, в Криму і т.п. Синоптичні процеси, що обумовлюють сильні вітри в гірських районах, поділяються на шість типів.
I. Наближення і проходження через гірський хребет активної фронтальної зони, що направлена поперек хребта.
II. Наближення і проходження через гірський хребет малоактивної фронтальної зони, що направлена поперек хребта.
III. Наближення і проходження через гірський хребет паралельно направленої активної фронтальної зони.
IV. Наближення і проходження через гірський хребет паралельно направленої малоактивної фронтальної зони.
V. Процеси в тиловій частині циклону після проходження через гірський хребет паралельно розташованого до нього активного фронту.
VI. Процеси в тиловій частині циклону після проходження через гірський хребет паралельно розташованого до нього малоактивного фронту.
