1.3 Орография и геоморфология
Урал — это целая система горных хребтов, вытянутых параллельно один к другому в меридиональном направлении. Как правило, таких параллельных хребтов два-три, но местами при расширении горной системы количество их возрастает до четырех и более. Так, например, орографически очень сложен Южный Урал между 55 и 54° с. ш., где насчитывается не менее шести хребтов. Между хребтами лежат обширные понижения, занятые долинами рек.
Орография Урала тесно связана с его тектонической структурой. Чаще всего хребты и увалы приурочены к антиклинальным зонам, а понижения — к синклинальным. Реже встречается обращенный рельеф, связанный с наличием в синклинальных зонах более устойчивых к разрушению горных пород, чем в расположенных рядом антиклинальных зонах. Такой характер имеет, например, Зилаирское плато, или Южноуральское плоскогорье, в пределах Зилаирского синклинория.
Пониженные участки сменяются на Урале возвышенными — своего рода горными узлами, в которых горы достигают не только своих максимальных высот, но и наибольшей ширины. Замечательно, что такие узлы совпадают с местами, в которых простирание Уральской горной системы меняется. Главные из них — Приполярный, Среднеуральский и Южноуральский. В Приполярном узле, лежащем под 65° с.ш., Урал отклоняется от юго-западного направления на юг. Здесь поднимается самая высокая вершина Уральских гор — гора Народная (1894 м). Среднеуральский узел расположен около 60° с. ш., там, где простирание Урала меняется с южного на юго-юго-восточное. Среди вершин этого узла выделяется гора Конжаковский Камень (1569 м). Южноуральский узел находится между 55 и 54° с. ш. Здесь направление хребтов Урала становится вместо юго-западного южным, а из вершин привлекают внимание Иремель (1582 м) и Ямантау (1640 м).
Общей чертой рельефа Урала является асимметричность его западного и восточного склонов. Западный склон пологий, переходит в Русскую равнину более постепенно, чем восточный, круто опускающийся в сторону Западно-Сибирской равнины. Асимметрия Урала обусловлена тектоникой, историей его геологического развития.
С асимметрией связана другая орографическая особенность Урала — смещение главного водораздельного хребта, отделяющего реки Русской равнины от рек Западной Сибири, на восток, ближе к Западно-Сибирской равнине. Этот хребет в разных частях Урала носит разные названия: Уралтау на Южном Урале, Поясовый Камень на Северном Урале. При этом он почти везде не самый высокий; наибольшие вершины, как правило, лежат западнее его. Подобная гидрографическая асимметрия Урала есть результат повышенной «агрессивности» рек западного склона, вызванной более резким и быстрым по сравнению с Зауральем поднятием Предуралья в неогене.
Даже при беглом взгляде на гидрографический рисунок Урала бросается в глаза наличие у большинства рек западного склона резких, коленчатых поворотов. В верховьях реки текут в меридиональном направлении, следуя продольным межгорным понижениям. Затем они круто поворачивают на запад, перепиливая часто высокие хребты, после чего снова текут в меридиональном направлении или же сохраняют старое широтное. Такие резкие повороты хорошо выражены у Печоры, Щугора, Илыча, Белой, Аи, Сакмары и многих других. Установлено, что реки перепиливают хребты в местах понижения осей складок. Кроме того, многие из них, по-видимому, старше горных хребтов, и врезание их протекало одновременно с поднятием гор.
Небольшая абсолютная высота определяет на Урале господство низкогорных и среднегорных геоморфологических ландшафтов. Вершины у многих хребтов плоские, у отдельных гор куполовидные с более или менее мягкими очертаниями склонов. На Северном и Полярном Урале вблизи верхней границы леса и выше его, где энергично проявляется морозное выветривание, широко распространены каменные моря (курумы). Для этих же мест очень характерны нагорные террасы, возникающие в результате солифлюкционных процессов и морозного выветривания.
Альпийские формы рельефа в Уральских горах исключительно редки. Они известны лишь в наиболее приподнятых частях Полярного и Приполярного Урала. С этими же горными массивами связана основная масса современных ледничков Урала.
«Леднички» не случайное выражение по отношению к ледникам Урала. По сравнению с ледниками Альп и Кавказа уральские выглядят карликами. Все они принадлежат к типу каровых и карово-долинных и расположены ниже климатической снеговой границы. Общее число ледников на Урале — 122, а вся площадь оледенения составляет лишь немногим более 25 км2. Основная часть ледников сосредоточена на более увлажненном западном склоне Урала. Примечательно, что все уральские ледники лежат в карах восточной, юго-восточной и северо-восточной экспозиций. Объясняется это тем, что они навеянные, т. е. образовались в результате отложения метелевого снега в ветровой тени горных склонов.
Не отличалось большой интенсивностью на Урале и древнее четвертичное оледенение. Достоверные следы его прослеживаются на юг не дальше 61° с. ш. Довольно хорошо здесь выражены такие ледниковые формы рельефа, как кары, цирки и висячие долины [ Мильков Ф. Н., Гвоздецкий Н. А. ].
Замечательной особенностью рельефа Урала являются древние поверхности выравнивания.
Широко распространены на Урале карстовые формы рельефа. Они характерны для западного склона и Предуралья, где карстуются палеозойские известняки, гипсы и соли. Об интенсивности проявления карста здесь можно судить по такому примеру: для Пермской области на детально обследованных 1000 км2 описано 15 тыс. карстовых воронок. Самой крупной на Урале является пещера Сумган (Южный Урал) длиной 8 км, большой известностью пользуется Кунгурская ледяная пещера с многочисленными гротами и подземными озерами
[Мильков Ф. Н., Гвоздецкий Н. А.].
1.4 Климат
Урал лежит в глубине материка, удаленный на большое расстояние от Атлантического океана. Это определяет континентальность его климата.
Огромная протяженность Урала с севера на юг проявляется в зональной смене типов его климата, от тундрового на севере до степного на юге. Контрасты между севером и югом резче всего проявляются летом. Средняя температура воздуха в июле на севере Урала 6—8°, а на юге около 22°. Зимой эти различия сглаживаются, и средняя температура января одинаково низкая как на севере (—20°), так и на юге (-15, -16°).
Небольшая высота горного пояса при незначительной его ширине не может обусловить формирование на Урале своего особого климата. Здесь в несколько измененном виде повторяется климат соседних равнин. Но типы климата на Урале как бы смещаются на юг. Например, горно-тундровый климат продолжает господствовать здесь на широте, на которой в смежных равнинных районах обычен уже климат тайги; горно-таежный климат распространен на широте лесостепного климата равнин и т. д.
Урал вытянут поперек направления господствующих западных ветров. В связи с этим его западный склон чаще встречает циклоны и лучше увлажнен, чем восточный; в среднем он получает осадков на 100—150 мм больше восточного. Так, годовая сумма осадков в Кизеле— 688 мм, Уфе— 585 мм; на восточном же склоне в Свердловске она равна 438 мм, в Челябинске— 361 мм. Очень наглядно различия в количестве атмосферных осадков между западным и восточным склонами прослеживаются зимой. Если на западном склоне уральская тайга утопает в снежных сугробах, то на восточном склоне снега всю зиму мало. Так, средняя максимальная мощность снежного покрова по линии Усть-Щугор — Саранпауль (севернее 64° с. ш.) такова: в приуральской части Печорской низменности — около 90 см, у западного подножия Урала — 120—130 см, в приводораздельной части западного склона Урала — более 150 см, на восточном склоне — около 60 см.
Больше всего осадков — до 1000, а по некоторым данным — до 1400 мм в год — выпадает на западном склоне Приполярного, Полярного и северной части Южного Урала. На крайнем севере и юге Уральских гор их количество уменьшается, что связано, как и на Русской равнине, с ослаблением циклонической деятельности.
Пересеченный горный рельеф обусловливает исключительное разнообразие местных климатов. Горы неодинаковой высоты, склоны разной экспозиции, межгорные долины и котловины — всем им свойствен свой особый климат. Зимой и в переходные сезоны года холодный воздух скатывается по склонам гор в котловины, где и застаивается, в результате чего возникает весьма распространенное в горах явление температурной инверсии. В Ивановском руднике (856 м абс. выс.) зимой температура выше или такая же, как и в Златоусте, расположенном на 400 м ниже Ивановского рудника [ Мильков Ф. Н., Гвоздецкий Н. А.].
Климатические особенности в ряде случаев определяют ясно выраженную инверсию растительности. На Среднем Урале широколиственные породы (остролистный клен, ильм, липа) встречаются преимущественно в средней части горных склонов и избегают морозоопасные нижние части горных склонов и котловин.
1.5 Реки и озера
Урал обладает развитой речной сетью, относящейся к бассейнам Каспийского, Карского и Баренцева морей. Величина речного стока на Урале значительно больше, чем на рядом лежащих Русской и Западно-Сибирской равнинах. Она увеличивается при движении с юго-востока на северо-запад Урала и от подножий к вершинам гор. Максимума речной сток достигает в наиболее увлажненной, западной части Полярного и Приполярного Урала. Здесь средний годовой модуль стока местами превышает 40 л/сек на 1 км2 площади. Значительная часть Горного Урала, расположенная между 60 и 68° с. ш., имеет модуль стока больше 25 л/сек. Резко снижается модуль стока в юго-восточном Зауралье, где он составляет всего 1—3 л/сек.
В соответствии с распределением стока речная сеть на западном склоне Урала лучше развита и многоводнее, чем на восточном. Наиболее водоносны реки бассейна Печоры и северные притоки Камы, наименее водоносна река Урал. По вычислениям А. О. Кеммериха, объем среднегодового стока с территории Урала равен 153,8 км3 (9,3 л/сек с 1 км2 площади), из них 95,5 км3 (62%) приходится на бассейн Печоры и Камы.