Водные ресурсы Среднего Урала

Велико воздействие  на климат и горного рельефа. Из-за меридионального протяжения гор  климат восточного склона Урала и  Зауральского пеноплена заметно континентальнее и суше, чем климат западного склона.

Меняется в горах  климат и по вертикали. С высотой  снижается температура воздуха, возрастают осадки, облачность, усиливаются  ветры и климат вершин Урала много  суровее по температурному режиму и влажнее, чем внизу, у подножия склонов.

Разнообразие местных  климатических условий в горах  Урала усиливают температурные  инверсии, горно-долинные, фёновые ветры  и пр.

 

Солнечная радиация

На Урале велики различия в количестве солнечной радиации, которая поступает в его крайние северные и южные районы. Последние получают ее почти в два раза больше. Так, годовая сумма радиации на Северном Урале, получаемая 1 см2 поверхности, около — ккал , а на Южном Урале—100. Еще больше различия в величине годового радиационного баланса.

 

Атмосферная циркуляция

В формировании климата Урала велика роль западного переноса воздуха. В  течение всех сезонов Средний  Урал испытывает влияние воздушных  масс, переносимых с Атлантического океана. Воздушные массы Атлантического океана, проходя над Европой, теряют часть влаги и изменяют термические свойства, приобретая черты континентальных воздушных масс.

Зимой более теплый воздух с Восточно – Европейской равнины перетекает через горы и, не спускаясь, направляется далее на восток над холодным сибирским воздухом. Летом, переваливающий через горы воздух, спускается по восточному склону, нагревается и при этом удаляется от точки насыщения. Поэтому на восточном склоневыпадает в течение года осадков меньше, чем на западном (до 600 – 400 мм).

Невысокие горы Урала мало препятствуют их распространению. Все же они заметно  ослабляют движение к востоку  воздушных масс, задерживают продвижение  циклонов, иногда их усиливают.

Вместе с тем Уральские горы не препятствуют передвижению воздушных  масс в меридиональном направлении. Холодный арктический воздух нередко зимой проникает вдоль Урала далеко на юг. Наоборот, с юга воздух летом распространяется вдоль гор к северу. Такая меридиональная циркуляция особенно характерна на восточной стороне горной полосы, и с ней связана большая изменчивость погоды весной и осенью. Неустойчива на Урале погода и летом.

Для климата Урала характерна частая смена воздушных масс, развитие фронтальных  процессов на арктическом и полярном фронтах и неустойчивость различных типов погоды. Циклоны с запада приносят летом дожди и прохладную погоду. Длительное ненастье бывает, когда горная полоса Урала задерживает и обновляет циклоны.

 

Ветры

Преобладание западного переноса воздушных масс объясняет господство на Урале во все сезоны года ветров западных направлений. Нередки и северные ветры, а всего реже наблюдаются ветры с востока.

 

Температура

При общей континентальности климата  зимы на Урале довольно суровы и  морозы могут достигать 50°. Даже на самом юге Урала температура  опускается до —40°. Это объясняется формированием холодного континентального воздуха и в южных районах.

Продолжительность зимы на Среднем  Урале не менее 5 месяцев, а на уральском  севере и до 9 месяцев. Снежный покров на Среднем Урале устанавливается  в ноябре и держится по март - месяц включительно. Обилие снега увеличивает весенний сток горных уральских рек и рек западного склона, делает половодье у них более высоким и растянутым.

На Среднем Урале лето умеренно теплое. В июне на всем Урале наибольший приток солнечного тепла и радиационный баланс имеет положительное значение. В это время циркуляция атмосферы переходит на летний режим: полярный фронт передвигается на Урал и под воздействием рельефа происходит обострение фронтов в проходящих циклонах. Эти явления вызывают увеличение облачности и осадков, усиливается грозовая деятельность.

Осадки

Горный рельеф усиливает увлажнение Урала, и в горах почти везде  годовая сумма осадков более 550—600 мм.

Летом выпадает наибольшее количество осадков и достигает  примерно 35—50% годового количества. Твердые осадки составляют 20—30% годового количества. Летние осадки выпадают преимущественно в центральной горной части и меньше на склонах, а зимой больше на склонах. Это связано с инверсией температуры. Нулевая изолиния средней годовой разности осадков и испаряемости проходит через Южный Урал. Только южные горы имеют недостаточное увлажнение, а остальные части Урала достаточно увлажнены. Относительная влажность воздуха в в лесных районах Среднего Урала в летние периоды достигает 60—65 %.

 

1.3 Почвы и  растительность

Вследствие зональных  различий климата, растительности, особенностей горного рельефа разнообразен почвенный  покров Среднего Урала.

Субстратом почв на Среднем  Урале служат продукты выветривания осадочных и кристаллических  пород, образующих элювиальные и делювиальные отложения склонов и междуречий. В горах это обычно грубый (щебнистый и каменистый) элювий кристаллических и метаморфических пород.

Песчаные грунты способствуют оподзоливанию почв, глинистые —  их заболачиванию, а карбонатность субстрата вызывает обогащение их кальцием и формирование более плодородных перегнойно-карбонатных почв.

На восточном склоне, где распространены песчаные грунты, почвы чаще имеют легкий механический состав, а на западном склоне преобладают  их глинистые разности, нередки здесь и перегнойно-карбонатные почвы. В горной полосе почвы лучше дренированы, но каменисты, щебнисты и маломощны из-за процессов смыва. Они образуют высотные почвенные пояса.

Наиболее распространены на Среднем Урале почвы горно-лесного пояса (горно-таежные подзолистые и кислые лесные неоподзоленные). Под лесом почвообразование определяется подзолистым процессом. При влажном и умеренно холодном климате тайги продукты распада минералов вымываются, частично задерживаясь в нижнем горизонте почвы. Выше возникает белесый по окраске подзолистый горизонт, обогащенный кварцем.

Наряду с подзолистым  всегда протекает и дерновый процесс, заключающийся в образовании  перегноя из остатков травянистой растительности, в создании почвенной структуры. К северу под моховым хвойным лесом оподзоливание идет особенно интенсивно, а дерновый процесс слабо и развиваются типичные подзолистые почвы. К югу лесной зоны, где больше травянистой растительности, лиственных деревьев, дерновый процесс усиливается, подзолистый ослабевает и образуются дерново – подзолистые почвы.

На Среднем Урале  и в лесном Зауралье расположена  подзона дерново-подзолистых почв, содержащих больше перегноя и обычно менее оподзоленных. Дерново-подзолистые  почвы плодороднее подзолистых  и сравнительно широко используются под пашни. Однако они нуждаются в удобрениях, известковании и других агротехнических мероприятиях.

Серые лесные почвы, развивающиеся  под лиственными лесами, по содержанию гумуса и выраженности процессов  выщелачивания являются переходными от почв дерново-подзолистых к черноземным. Они распространены под смешанными и широколиственными лесами

По долинам крупных  рек тянутся полосы аллювиально-пойменных (луговых) почв. Развитие их идет по дерновому  типу, осложняясь периодическими затоплениями пойм. Луговые почвы по долинам Уфы, Белой, Чусовой, Тагила и других рек богаты гумусом и плодородны, но площади их невелики.

Ледниковая эпоха оказала  на развитие растительности, как и  всей природы Урала, очень большое  воздействие. Растительный покров Урала сложился лишь в послеледниковое время (13—20 тыс. лет тому назад).

Средний Урал находится в лесной зоне. Леса—самый распространенный тип  растительности на Урале. Они состоят  из сибирских хвойных пород: ели, пихты, кедра, лиственницы, но в них  широко распространены также сосна и мелколиственные породы (береза и осина).

Ель сибирская (Picea obovata) растет на Урале  от Полярного круга и до верховьев  Белой на Южном Урале. Меньше ареалы пихты сибирской (Abies sibirica) и кедра  сибирского (Pinus sibirica). Кедр исчезает южнее широты Нижнего Тагила.

Лиственница Сукачева встречается  как примесь в лесах Среднего Урале. Сосна (Pinus siluestris) и березы (Betula verrucosa и В. ри-bescens) растут по всему  Уралу, кроме Полярного. В более  южных районах появляется осина. На западном склоне Урала распространены немногие широколиственные породы.

Темнохвойные леса из ели и пихты, в северных районах с кедром, господствуют на лучше увлажненном западном склоне и в осевой полосе Уральских гор.

Составляя восточную окраину области европейских широколиственных лесов, уральские смешанные и широколиственные леса характеризуются бедностью состава пород деревьев, как и сопутствующих кустарников и трав, сравнительно с западными районами Восточно – Европейской равнины.

Березовые леса возникали как вторичные древостои после вырубок или лесных пожаров, поскольку береза – дерево скороспелое и светолюбивое. Поэтому в березняках травяной покров богаче, чем в хвойных лесах.

На равнине таежного Зауралья типична  растительность сфанговых и сфангово-травяных болот, часто залесенных—покрытых разреженным и угнетенным сосновым лесом или березняком. Участки таких болот встречаются и в предгорьях Среднего Урала, где нередко заболочены межувалистые понижения.

В долинах рек часто встречаются  широкие поймы с лугами. Горно-луговая растительность занимает на Среднем Урале небольшие площади. Она больше развита на лучше увлажненных хребтах западного склона Среднего Урала.

Леса — одно из главных богатств Среднего Урала. Запасы древесины на Урале велики, но большая часть лесов — горные, эксплуатация которых сложнее и должна вестись с учетом водоохранного значения. Леса отчасти служат и пастбищами. В лесах много ягод, грибов, а на севере собирают и кедровые орехи.

Таким образом:

-   Урал расположен между двумя тектоническими структурами: к западу – Русская платформа, к востоку – Западно – Сибирская плита. Средний Урал – район низких гор, широких межгорных долин и увалистых западных и восточных предгорий и полосы Зауральского пеноплена.

-   Рельеф Среднего Урала обусловил его климат. Для климата Урала характерна частая смена воздушных масс, развитие фронтальных процессов на арктическом и полярном фронтах и неустойчивость различных типов погоды.

-   Вследствие зональных различий  климата, особенностей горного рельефа разнообразен почвенный покров и растительность Среднего Урала. Наиболее распространены на Среднем Урале почвы горно-лесного пояса (горно-таежные подзолистые и кислые лесные неоподзоленные).

-   Средний Урал расположен  в лесной зоне. Леса—одно из  главных богатств Среднего Урала.

 

Глава 2. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ  СРЕДНЕГО УРАЛА

 

2.1 Реки Среднего Урала

 

Благодаря большой массе воды на поверхности Земли и особенностям ее тепловых свойств гидросфера Земли  регулирует тепловые процессы, поглощая в среднем 77 % поступающей к земной поверхности солнечной энергии (по данным А.М. Черняева), передавая ее затем в атмосферу в результате испарения и последующей конденсации водяного пара (84 % всего радиационного баланса Земли), а также путем турбулентного теплообмена.

На карте Урала видна густая речная сеть в полосе гор и в лесистых приуральских районах. По краю восточных предгорий на Среднем Урале протянулась гирлянда больших и малых озер.       

Речная сеть на Урале, по мнению многих авторов, древняя, и  формирование высоких речных террас шло одновременно с поверхностями выравнивания и пропиливанием гор. Поэтому для Урала характерен ортогональный рисунок речной сети, т.е. чередование продольных широтных отрезков речных долин с узкими глубокими, крутостенными поперечными.

Водный режим рек  зависит от комплекса физико-географических факторов, среди которых важнейшая  роль принадлежит факторам метеорологическим и климатическим. Поскольку эти факторы на Земле подвержены целой гамме разнопериодных изменений, в водном режиме рек также проявляются колебания различной длительности.

Под водным режимом рек  понимают закономерные изменения стока, скорости течения, уровней воды и  уклонов водной поверхности, прежде всего во времени, но также и вдоль  реки.

При этом у каждой конкретной реки изменяется водность, т. е. относительная величина речного стока за тот или иной период по сравнению со средним стоком этой же реки за многолетний период или за другие периоды.

В водном режиме и водности рек выделяют прежде всего вековые, многолетние, внутригодовые (сезонные) и кратковременные колебания. Вековые колебания водности рек отражают вековые изменения климатических условий и увлажнения материков с периодом сотни и тысячи лет. О вековых колебаниях водности рек известно мало, хотя палеогеографические исследования и свидетельствуют о том, что в истории различных регионов планеты были периоды, когда водность рек была существенно больше, чем сейчас.

Многолетние колебания  водности рек также имеют в  основном метеорологическую природу. Периодичность таких колебаний — десятки лет. О многолетних изменениях водности за последние 50— 100 лет известно значительно больше, чем о вековых колебаниях. Данные непосредственных наблюдений свидетельствуют о том, что многолетним колебаниям подвержен и суммарный сток всех рек земного шара и сток отдельных рек.