Факультет

Студентам

Посетителям

Особенности климата в высокогорьях Урала и его влияние на растения

Различия в географической широте, высоте над уровнем моря, массивности гор, крутизне и экспозиции склонов, условиях накопления и таяния снега вызывают в высокогорьях Урала довольно пеструю картину режима тепла и влаги, а в связи с этим неоднородность растительного покрова.

Сеть существующих метеорологических станций еще недостаточно отражает особенности климата высокогорной области Урала. Наибольшую ценность для изучения климата высокогорий Урала представляют наблюдения метеорологических станций Рай-Из на Полярном Урале на высоте 890 м над ур. м., и Таганай на Южном Урале на высоте 1102 м над ур. м.

Средняя многолетняя годовая температура в высокогорьях ниже нуля. На торе Рай-Из она равна — 7,7°, а на горе Таганай — 2,3°. Наиболее холодными месяцами года являются декабрь, январь и февраль. Средняя многолетняя температура самого холодного месяца — января на горе Таганай равна — 14,7°, средняя температура мая 5°, июня 10,3°, июля 12,1°, августа 10,5°, сентября 4,7°. Самым теплым месяцем является июль.

Даже в теплые летние месяцы в высокогорьях наблюдается понижение температур до отрицательных. Безморозный период на горе Таганай равен 74 дням. В горнотундровом поясе Приполярного и Северного Урала (по нашим наблюдениям во время экспедиционных работ) безморозный период сокращается до 40—50 дней, приходящихся на июнь и июль.

Разреженность воздуха в высокогорьях влечет за собой повышенную интенсивность теплоотдачи и резкие суточные колебания температур. Летом при ясной погоде в середине дня воздух нагревается до 20° и более, но ночью и под утро обычно наступает резкое падение температуры, нередки заморозки. В ненастные пасмурные дни часто отмечается значительное похолодание. Так, в середине самого теплого месяца — июля — в условиях сплошной облачности температура воздуха на вершинах гор Северного Урала не превышает 8—10° выше нуля. Прогреваемость почвы очень невелика. Летом в горных тундрах лишь самый поверхностный слой почвы (5—8 см) нагревается до 12—15°. Глубже температура резко падает, а на глубине 25 см от поверхности снижается до 5—7°. В хвойных лесах подгольцового пояса и моховом ернике с карликовой березкой почва прогревается хуже, чем в горной тундре на открытом месте (где древесный и кустарниковый ярусы отсутствуют). В пасмурные дни температура более глубоких горизонтов почвы снижается еще более. Из-за низких температур восприятие из нее растениями воды с растворенными минеральными солями сильно затрудняется.

Вегетационный период в высокогорной области Урала значительно короче, чем в горнотаежном поясе. Э. Гофман отмечал, что 15 июня 1850 г. (по старому стилю) на Приполярном Урале в истоках р. Сед-Ю еще лежал снег глубиной около 3 футов, однако он уже не выдерживал тяжести оленей. А. Н. Алешков писал, что в водораздельной части Приполярного Урала в середине июля 1932 г. снег еще покрывал 40—50% поверхности. По данным Л. Д. Долгушин, в высокогорьях Приполярного Урала зимний режим устанавливается на 25—30 дней раньше, чем на равнине, и примерно на такой же срок дольше удерживается весной. В то время как в пос. Саранпауле устойчивый снежный покров в среднем разрушается 30 апреля, а к 17 мая снег исчезает полностью, в высокогорьях валовое таяние снежного покрова приходится на конец мая и первую половину июня. В 1939 и 1940 гг., когда близ пос. Саранпауля наблюдалось массовое цветение черемухи и багульника, вершины высокогорного Урала были еще покрыты снегом.

Л. Н. Долгушин считает, что в высокогорьях Приполярного Урала теплый сезон, характеризующийся положительными среднесуточными температурами и отсутствием устойчивого снежного покрова, длится менее 3 месяцев в году (с середины июня до начала сентября), причем заморозки и снежные метели возможны в любом из летних месяцев.

На Северном Урале, по нашим наблюдениям, большая часть площади горных тундр обычно освобождается от снежного покрова в начале июня. На обнажившихся от снега участках сразу же начинается вегетация растений. Большинство горнотундровых растений цветет в последней декаде июня и в июле. В конце июля и начале августа уже осыпаются зрелые плоды и семена. В последней декаде августа листва овсянницы приземистой (Festuca supina), осоки гиперборейской (Carex hyperborea) и других растений желтеет; горные тундры становятся сухими и безжизненными. Ниже по склонам в подгольцовом поясе эти же растения еще имеют зеленую листву и цветут. Средняя продолжительность периода со среднесуточными температурами воздуха выше +5° на вершине горы Таганай равна 121 дню. Продолжительность вегетационного периода в горнотундровом и подгольцовом поясах в значительной степени зависит также от экспозиции склонов и мощности снежного покрова.

Количество атмосферных осадков в горах довольно велико. Как показали наблюдения, на горе Рай-Из оно равно 800 мм, а на горе Таганай 736 мм в год. Наибольшее количество осадков на горе Таганай приходится на три летних месяца — июнь (106 мм), июль (130 мм) и август (96 мм), меньше всего их в феврале (23 мм). В летнее время преобладают моросящие осадки. В горнотундровом и подгольцовом поясах более высоких гор, расположенных на водораздельной линии и к западу от нее, осадки выпадают в большем количестве. Обилие осадков на западном склоне хребта и вершинах крупных гор связано с тем, что движущиеся воздушные массы, обтекая горы, охлаждаются и конденсирующаяся влага выпадает в виде дождя или снега. Различие в увлажнении водораздельных гор и восточного склона хребта выступает настолько резко, что бросается в глаза каждому, побывавшему летом в горах Урала. Нередко приходится наблюдать, что в то время как западный склон хребта и вершина гор затянуты тучами и там льют проливные дожди, на восточном склоне небо совершенно чисто, и вся местность освещена яркими лучами солнца.

Облачность в высокогорных поясах относительно велика. В пасмурные дни вершины гор совершенно затягиваются облаками. Летом по утрам часты туманы, которые обычно рассеиваются к полудню. Во время туманов передвижение и ориентировка в горных тундрах чрезвычайно затруднены, так как окружающие предметы видны только на расстоянии 10—20 м. Количество туманных дней значительно меньше в предгорьях, чем на вершинах гор. Например, на горе Таганай в среднем за год отмечается 229 дней с туманами, а у ее подножия — только 21 день. Относительная влажность воздуха, регистрируемая днем (в 13 час.), в летнее время колеблется в среднем от 50 до 70%, а по утрам и в пасмурные дни приближается к точке насыщения — 100%. В горах летом по утрам обычно выпадает роса, а с середины августа — иней. В конце вегетационного периода похолодания бывают настолько значительными, что осадки выпадают в виде снега. Б. Н. Городков отмечает, что в южной части Приполярного Урала в 1926 г. наиболее высокие вершины серебрились от свежевыпавшего снега уже в начале августа, а снежные метели бывали и в июне. По мнению этого исследователя, на Большом Урале снег не выпадает лишь в течение одного-полутора месяцев. В 1948 г. первый снег на вершине Денежкина Камня был отмечен 1 августа, однако вскоре он растаял. А. А. Черданцев в районе Тылая на сопке Гаревой (Средний Урал) отметил снегопад в 2 часа дня 31 июля (по старому стилю) 1906 г.

Летом в горах нередки грозы; они отмечаются в мае, июне, июле и августе. Гроза начинается обычно неожиданно при приближении дождевых облаков к высоким горам. Картинное описание грозы на горе Ялпинг-Ньер дано участником Североуральской экспедиции Русского географического общества (1847—1850 гг.) астрономом М. Ковальским, который наблюдал ее с вершины горы, находившейся выше облаков: «Облака, покрывшие вершины некоторых гор, быстро расширялись и приближались ко мне, и, прежде чем я успел решиться на что-нибудь, возвратиться ли в наш лагерь или оставаться на месте и переждать грозу, я заметил, что возвратиться было уже поздно. Весь горизонт, насколько взор мог обозреть, окутался белым покровом; земля исчезла, и только два пика Ялпинг-Ньер, выдавшиеся выше облаков, казались плавающими на этом белом волнующемся море. Местами молния разрывала этот покров, но только на один момент, и опять все сливалось в одну непроницаемую массу. Легко вообразить, сколько красоты должна представлять картина, когда гроза бушует внизу, а над вами чистое голубое небо вводит вас в недоумение над этим явлением…».

Устойчивый снежный покров ложится в высокогорьях Урала во второй половине октября. Наибольшей толщины он достигает в феврале — марте. По наблюдениям Л. Д. Долгушина, в северной части Пермской и Свердловской областей при подъеме на каждые 100 м мощность снежного покрова увеличивается в среднем на 17—18 см и толщина нарастает с подъемом в горы «как за счет более обильных снегопадов, так и за счет более интенсивного образования изморози». Аналогичные данные об увеличении мощности снега с подъемом в горы (до подгольцового пояса включительно) получены нами в результате исследований снегонакопления в высокогорьях Северного Урала.

В безлесной части гор постоянно дующие ветры вызывают перевевание снега с места на место. Наибольшей интенсивности перевевание снега достигает во время низовых метелей (поземок). Метели в горах очень часты. Так, например, на горе Рай-Из в среднем за зиму отмечается 120 дней с метелями, а на горе Таганай 97 дней.

Мощность снежной толщи значительно изменяется в зависимости от крутизны склонов и степени защищенности их от ветров. В безлесной части гор и хребтов (горные тундры и холодные гольцовые пустыни) снег сдувается с крутых склонов и особенно с водораздельных гребней и массами накапливается в ущельях и понижениях рельефа. В таких местах глубина снежного покрова измеряется несколькими метрами. Низкорослые разреженные леса подгольцового пояса зимой также сильно заметаются снегом. На менее защищенных от ветров участках вследствие полного выдувания снега скалистая поверхность грунта почти совершенно обнажается.

Снежный покров в условиях высокогорных поясов защищает растения, так как прикрытые снегом побеги менее страдают от холода и зимнего иссушения. В то же время обильное снегонакопление сокращает вегетационный период, так как на местах, где долго задерживается нестаявший снег, весеннее развитие растений начинается значительно позднее. Поэтому от глубины снежного покрова во многом зависит характер растительности того или иного участка.

На скалистых вершинах гор северной части Северного и Среднего Урала зимой с наветренной стороны скал и осыпей образуются массивные наросты из сильно уплотненного фирнообразного снега. Л. Д. Долгушин объясняет их образование конденсацией влаги в виде снежных кристаллов на выдающихся, обращенных против ветра предметах в зоне соприкосновения сравнительно теплых и влажных воздушных масс, поднимающихся по лучше прогреваемым юго-западным склонам, с более охлажденной поверхностью затененного северо-восточного склона. В формировании таких наростов принимает также участие снег, перевеваемый по склонам.

Таяние снега в горах весной, запаздывающее по сравнению с предгорьями, происходит бурно, сопровождаясь эрозией склонов и сильным подъемом воды в реках.

Однако снег все же стаивает не везде. На гольцах Полярного, Приполярного и Северного Урала в течение всего лета, особенно в глубоких долинах и на затененных склонах, лежат крупные массы снега. Постепенно подтаивая, они питают многочисленные ручьи и речки, стекающие с этих гор. Некоторые из этих снежников так и не успевают полностью растаять в течение лета. Даже на Южном Урале в высокогорной области Яман-Тау, Иремель и других гор иногда отмечаются «перелетки» — пятна снега в глубоких тенистых расщелинах. Как на Полярном, так и Приполярном Урале до настоящего времени сохранились небольшие действующие ледники. По последним подсчетам Л. Д. Долгушина, всего на Урале известно 66 действующих ледников. Два самых южных из них находятся уже на северной окраине Северного Урала, на восточном и юго-восточном склонах Тельпос-Из. Интересно, что многие современные леднички располагаются в карах древних более мощных ледников. Их нынешняя активность поддерживается обильным наносом в кары в зимнее время снега с открытых горных перевалов; этот снег в тенистых глубоких карах не успевает полностью стаять в течение короткого северного лета.

В высокогорной области Урала преобладают ветры западного, реже — северо-западного и юго-западного направления. Скорость ветра заметно нарастает при подъеме и особенно возрастает выше границы леса. На горе Рай-Из средняя годовая скорость ветра равна 8 м в секунду. Во время зимних штормов сила ветра здесь превышает 40, а временами 50 м в секунду. Такой ветер сбивает человека с ног, поэтому наблюдателям приходится добираться до метеорологических будок на четвереньках. Летом на пиках гор ветер дует почти всегда с очень большой силой, достигая 8 и более баллов. Временное затишье является редким исключением.

Высокогорья Урала в климатическом отношении не являются однородными. Очень наглядно, например, выступают различия климата гор, расположенных на западном и восточном склонах хребта. Горы западного склона и водораздельной линии хребта получают значительно больше осадков, чем горы, находящиеся на восточном склоне. Имеет также значение большая континентальность климата восточного склона Урала по сравнению с западным. Кроме того, высокогорные пояса Полярного, Приполярного и Северного Урала находятся в более суровых климатических условиях, чем высокогорья Среднего и Южного Урала. По мере движения вдоль Уральского хребта с юга на север в высокогорьях наблюдается возрастание жесткости климата и сокращение вегетационного периода.

Как в зимнее, так и отчасти в летнее время в высокогорных поясах проявляются температурные инверсии, вызываемые стеканием холодных масс воздуха со склонов в долины. Инверсии влекут за собой нарушения в обычной картине высотного распределения растительности. Так, на Денежкином Камне в верховьях р. Сухого Шарпа по крутому правобережному склону высоко взбираются лиственничный лес и заросли извилистой березы. А по днищу долины и на пологом шлейфе левого склона, значительно ниже, вклинилась в подгольцовый пояс моховая горная тундра с карликовой березкой (ерник).

В целом для высокогорных поясов Урала характерен суровый климат с продолжительной морозной зимой, коротким прохладным летом, сильными ветрами, довольно обильными атмосферными осадками, высокой влажностью воздуха и резкими колебаниями температуры в период вегетации.

При сравнительной оценке климата отдельных высокогорных поясов необходимо принимать во внимание снижение температуры при увеличении абсолютной высоты местности. По Л. Д. Долгушину, среднегодовой температурный градиент на Полярном и Приполярном Урале составляет 0,5° на каждые 100 м высоты, а для четырех более теплых месяцев с июня по сентябрь — 0,7°.

Наиболее суров климат в поясе холодных гольцовых пустынь, где вегетационный период особенно короткий. В этом поясе в любой момент периода вегетации растений возможны заморозки и снежные метели. Зимой большая часть снега перевевается отсюда в расположенные ниже пояса; сильные ветры вызывают также чрезмерное иссушение побегов, поэтому сосудистые растения ютятся в защищенных от ветра местах.

В горнотундровом поясе климат также суровый и жесткий, однако вегетационный период здесь продолжительнее и вероятность заморозков в течение него меньше. В этом поясе исключена возможность произрастания деревьев с вертикально стоящими стволами (ортотропный тип простирания побегов), но в виде стланика (плагиотропный тип) эти растения встречаются очень часто.

Климат подгольцового пояса отличается повышенной влажностью и несколько мягче. Это благоприятствует произрастанию как деревьев, так и влаголюбивых травянистых растений — мезофитов, разрастающихся под пологом разреженных и редкостойных лесов и образующих луговые растительные сообщества; в зимнее время эти многолетние растения хорошо защищены снежным покровом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: