Климат и поверхностные воды

Урал лежит в глубине материка, удаленный на большое расстояние от Атлантического океана. Это определяет континентальность его климата. Климатическая неоднородность в пределах Урала связана прежде всего с его большой протяженностью с севера на юг, от берегов Баренцева и Карского морей до сухих степей Казахстана. Вследствие этого северные и южные районы Урала оказываются в неодинаковых радиационных и циркуляционных условиях и попадают в разные климатические пояса — субарктический (до полярного круга) и умеренный (остальная территория).

Пояс гор узкий, высоты хребтов относительно небольшие, поэтому свой особый горный климат на Урале не формируется. Однако меридионально вытянутые горы довольно существенно влияют на циркуляционные процессы, играя роль барьера на пути господствующего западного переноса воздушных масс. Поэтому хотя в горах и повторяются климаты соседних равнин, но в несколько измененном виде. В частности, при любом пересечении Урала в горах наблюдается климат более северных районов, чем на примыкающих равнинах предгорий, т. е. климатические зоны в горах, смещены к югу по сравнению с соседними равнинами.

Таким образом, в пределах Уральской горной страны изменение климатических условий подчинено закону широтной зональности и лишь несколько осложнено высотной поясностью. Здесь наблюдается смена климата от тундрового до степного.

Температурные контрасты между севером и югом особенно резко проявляются летом. В северо-восточной части Пай-Хоя средняя температура июля составляет 6°С, а близ южной границы Урала 22°С. Зимой различия сглаживаются, несмотря на то, что разница в количестве солнечной радиации зимой значительно резче, чем летом, когда уменьшение к северу угла падения солнечных лучей компенсируется увеличением продолжительности солнечного сияния.

Дело в том, что север Урала зимой находится под влиянием циклонической деятельности на арктическом фронте, проходящем вдоль ложбины пониженного давления, которая располагается над акваторией Баренцева моря. С циклонами в северные районы страны поступает более теплый морской воздух из Северной Атлантики и западных районов Арктики. Кроме того, Баренцево море зимой служит некоторым источником тепла и влаги благодаря теплым водам, приносимым в него Нордкапским течением.

Пай-Хой находится на стыке влияния холодного Карского моря и относительно теплого Баренцева, поэтому испытывает противоречивое влияние воздушных масс, формирующихся над их акваториями. Самые низкие зимние температуры наблюдаются в северо-восточной части Урала, у подножия Полярного и Приполярного Урала. Средняя температура января здесь составляет -22°С, но для заполярных широт это не особенно низкая температура.

Южная часть Урала зимой находится главным образом под влиянием холодных континентальных воздушных масс из Азиатского максимума, поэтому январские температуры и здесь достаточно низкие (-17°С в южной части Зауралья, -16°С — на юге Предуралья).

Таким образом, разница среднеянварских температур между северо-востоком и юго-западом Урала составляет 6°С, а средне-июльских между севером и югом 16°С. Нарастание континентальности в пределах Урала происходит с северо-запада на юго-восток. С широтной зональностью температурных условий связаны продолжительность и время наступления сезонов года. Так, на Полярном Урале зима продолжается восемь месяцев, а лето — всего полтора месяца. К югу зима становится более короткой, а лето удлиняется в 2-2,5 раза.

Являясь препятствием на пути движения воздушных масс с запада на восток, Урал служит примером физико-географической страны, где достаточно ярко проявляется воздействие орографии на климат. Это воздействие прежде всего проявляется в лучшем увлажнении западного склона, который первый встречает циклоны, и Предуралья. При всех пересечениях Урала количество осадков на западных склонах на 150-200 мм больше, чем на восточных.

Наибольшее количество осадков (свыше 1000 мм) выпадает на западных склонах Полярного, Приполярного и частично Северного Урала. Это обусловлено как высотой гор, так и их положением на основных путях атлантических циклонов. Южнее количество осадков постепенно убывает до 600-700 мм, вновь возрастая до 850 мм в наиболее высоко поднятой части Южного Урала. В южной и юго-восточной частях Урала, а также на крайнем севере годовая сумма осадков составляет менее 500-450 мм. Максимум осадков приходится на теплый период.

Зимой на Урале устанавливается снежный покров. Его мощность в Предуралье составляет 70-90 см. В горах мощность снега возрастает с высотой, достигая на западных склонах Приполярного и Северного Урала 1,5-2 м. Особенно обильны снега в верхней части лесного пояса. В Зауралье снега значительно меньше. В южной части Зауралья его мощность не превышает 30-40 см.

В целом в пределах Уральской горной страны климат изменяется от сурового и холодного на севере до континентального и достаточно сухого на юге. Наблюдаются заметные различия в климате горных районов, западных и восточных предгорий. Климат Предуралья и западных склонов гор по ряду признаков близок к климату восточных районов Русской равнины, а климат восточных склонов гор и Зауралья — к континентальному климату Западной Сибири.

Пересеченный рельеф гор обусловливает значительное разнообразие их местных климатов. Здесь происходит изменение температур с высотой, хотя и не столь значительное, как на Кавказе. В летнее время температуры понижаются. Например, в предгорьях Приполярного Урала средняя температура июля составляет 12°С, а на высотах 1600-1800 м — всего лишь 3-4°С. Зимой в межгорных котловинах застаивается холодный воздух и наблюдаются температурные инверсии. Как следствие, степень континентальности климата в котловинах значительно выше, чем на горных хребтах. Поэтому горы неодинаковой высоты, склоны различной ветровой и солярной экспозиции, горные хребты и межгорные котловины отличаются друг от друга своими климатическими особенностями.

Климатические особенности и орографические условия способствуют развитию на Полярном и Приполярном Урале, между 68 и 64°С с.ш., малых форм современного оледенения. Здесь насчитывается 143 ледника, а их общая площадь составляет чуть более 28 км², что свидетельствует об очень малых размерах ледников. Недаром, говоря о современном оледенении Урала, употребляют обычно слово "леднички". Основными их типами являются каровые (2/3 общего числа) и прислоненные (присклоновые). Есть карово-висячие и карово-долинные. Самыми крупными из них являются ледники ИГАНа (площадь 1,25 км², длина 1,8 км) и МГУ (площадь 1,16 км², длина 2,2 км).

Район распространения современного оледенения — это наиболее высокая часть Урала с широким развитием древних ледниковых каров и цирков, с наличием троговых долин и пикообразных вершин. Относительные высоты достигают 800-1000 м. Альпийский тип рельефа наиболее характерен для хребтов, лежащих к западу от водораздельного, но кары и цирки расположены, в основном, на восточных склонах этих хребтов. На этих же хребтах выпадает и наибольшее количество осадков, но за счет метелевого переноса и лавинного снега, поступающего с крутых склонов, снег скапливается в отрицательных формах подветренных склонов, обеспечивая питанием современные леднички, которые существуют благодаря этому на высотах 800-1200 м, т. е. ниже климатической границы.

Реки Урала принадлежат к бассейнам Печоры, Волги, Урала и Оби, т.е. соответственно Баренцева, Каспийского и Карского морей. Величина речного стока на Урале значительно больше, чем на прилегающих Русской и Западно-Сибирской равнинах. Горный рельеф, увеличение осадков, снижение температуры в горах благоприятствуют увеличению стока, поэтому большинство рек и речек Урала рождаются в горах и стекают по их склонам к западу и востоку, на равнины Предуралья и Зауралья. На севере горы являются водоразделом между речными системами Печоры и Оби, южнее — между бассейнами Тобола, принадлежащего также к системе Оби и Камы — крупнейшего притока Волги. Крайний юг территории относится к бассейну реки Урал, а водораздел смещается на равнины Зауралья.

Для Урала характерно увеличение стока с юга на север вплоть до Полярного Урала и некоторое снижение его на Пай-Хое. Наибольший сток наблюдается на западном склоне Приполярного и Полярного Урала (до 40 л/сек/км²). На восточном склоне гор он существенно ниже. В юго-восточном Зауралье резко снижается и составляет всего 1-3 л/сек/км².

В соответствии с распределением стока реки западного склона многоводнее, чем восточного. На их долю приходится 74% от общего годового стока со всей территории Урала. Наиболее разветвлена и многоводна речная сеть бассейна Камы. Многоводны также стекающие с Урала притоки Печоры.

В питании рек принимают участие снеговые (до 70% расхода), дождевые (20-30%) и подземные воды (обычно не более 20%). Значительно возрастает (до 40%) участие подземных вод в питании рек в карстовых районах. Важной особенностью большинства рек Урала является сравнительно небольшая изменчивость стока от года к году. Отношение стока наиболее многоводного года к стоку самого маловодного обычно колеблется от 1,5 до 3.

В связи с очень большим водопотреблением промышленного Урала и сбросом сточных вод, многие реки страдают от загрязнения отходами промышленного производства, поэтому вопросы водообеспечения, охраны и очистки вод здесь особенно актуальны.

Озера на Урале распространены очень неравномерно. Наибольшее их количество сосредоточено в восточных предгорьях Среднего и Южного Урала, где преобладают тектонические озера, в горах Приполярного и Полярного Урала, где многочисленны каровые озера. На Зауральском плато распространены суффозионно-просадочные озера, а в Предуралье встречаются карстовые. Всего на Урале насчитывается более 6000 озер, каждое площадью более 1 га, их общая площадь — свыше 2000 км². Преобладают озера небольшие, крупных озер сравнительно мало.

Лишь некоторые озера восточных предгорий имеют площадь, измеряемую десятками квадратных километров: Аргази (101 км²), Увильды (71 км²), Иртяш (70 км²), Тургояк (27 км²) и др. Всего в бассейне реки Исеть сосредоточено более 60 крупных озер общей площадью около 800 км². Все крупные озера имеют тектоническое происхождение. Самым глубоким является озеро Большое Щучье (136 м) на Полярном Урале, тектоническая котловина которого была впоследствии обработана ледником.

Кроме естественных водоемов, на Урале находится несколько тысяч прудов-водохранилищ, в том числе более 200 заводских прудов, часть из которых сохранилась еще с петровских времен.