Климат и внутренние воды

Климат Западной Сибири — континентальный, достаточно су­ровый. Он более суров, чем климат Русской равнины, но мягче ос­тальной территории Сибири. Континентальность нарастает к югу, по мере удаления от побережья Северного Ледовитого океана.

Большая меридиональная протяженность обусловливает значительные различия в количестве солнечной радиации меж­ду севером и югом равнины. Суммарная радиация изменяется от 70 до 120 ккал/см² в год, радиационный баланс — от 15 до 40 ккал/см² в год.

Географическое положение обусловливает преобладание за­падного переноса воздушных масс, но значительная удаленность равнины от Атлантического океана способствует ослаблению влияния атлантических воздушных масс на формирование ее климата. Равнинность территории, ее открытость с севера и юга обеспечивают свободный меридиональный перенос, что сглажи­вает температурные и погодные различия.

Существенное влияние на важнейшие климатические показа­тели оказывает также характер подстилающей поверхности: боль­шая заболоченность, заозеренность и залесенность равнины.

В холодный период климат Западной Сибири формируется под влиянием простирающегося над южной частью равнины отрога Азиатского максимума и расположенной над Карским морем и по­луостровами ложбины пониженного давления, протянувшейся от Исландского минимума. Постепенное падение давления от юж­ных окраин равнины к северным способствует выносу холодного континентального воздуха умеренных широт из Азиатского мак­симума и заполнению им всей территории. Преобладают ветры южным румбов. Зима характеризуется устойчивой отрицательной температурой. Абсолютные минимумы достигают на юге —45...—50°, в центре и на севере —55°С.

Наиболее теплым является юго-запад равнины. В южной и цент­ральной частях (примерно до 65° с.ш.) наблюдается пониже­ние температуры с юго-запада на северо-восток от —17 до —28°С. Это примерно на 10°С холоднее, чем на Русской равни­не, но на 7—10°С теплее, чем в Средней Сибири. В северные районы равнины по окраине ложбины пониженного давления нередко приходят циклоны с запада, северо-запада, а иногда и с юго-запада. С ними связана адвекция тепла с Северной Атлан­тики и Баренцева моря. Поэтому в северной части Западной Сибири температуры января изменяются с запада на восток от —22° в предгорьях Урала до —29°С в низовьях Енисея.

Активная циклоническая деятельность по линии арктического фронта и проникновение с юго-запада циклонов полярного фронта нарушают устойчивость антициклональной погоды и создают большие барические градиенты. В результате этого возникают сильные ветры с метелями и снежными буранами (пургой), особен­но на севере (до 35—40 м/с) и в южных малолесных и безлесных районах (до 15—20 м/с). На холодный период приходится в юж­ных районах 20%, а в северных — 35% от годовой суммы осадков. С ноября по март вся территория Западной Сибири покрыта сне­гом. На севере снежный покров устанавливается уже в середине октября и сохраняется в течение 250—270 дней в году. К югу про­должительность залегания снежного покрова сокращается до 150—160 дней. В лесной зоне мощность снежного покрова пре­вышает 50—60 см, достигая максимума в восточной части зоны. В тундре она уменьшается до 40—50 см, а в степной зоне—до 25— 30 см. Переходные сезоны в Западной Сибири короткие — один-полтора месяца.

В теплый периоднад центральными районами Северного Ле­довитого океана сохраняется повышенное давление. Над Запад­ной Сибирью давление понижается к юго-востоку. С этим связано преобладание ветров с северной составляющей. Усиливается и роль западного переноса, так как над мате­риком формируется обширная Азиатская депрессия. Однако баричес­кий гра­диент невелик, поэтому скорости ветра по сравнению с зимой уменьшаются.

Холодный сухой арктический воздух, поступая на поверх­ность суши, быстро прогревается, поэтому температурный гра­диент в северной части равнины высок. Средняя темпера­тура июля на северном побережье Ямала составляет 4°С, а близ полярного круга 14°С. Южнее нарастание температур про­исходит медленнее. На крайнем юге средняя температура июля состав­ляет 21—22°С. Абсолютный максимум на севере 23—28°С, а на юге 45°С.

На теплый период (с апреля по октябрь) в Западной Сибири прихо­дится 70—80% годовой суммы осадков. Наиболее обильны они в июле и августе, что связано с циклогенезом на арктическом и полярном фронтах. В тундре максимум осадков приходится на август, в тайге — на июль, а в сте­пях — на июнь. В теплый период в южных районах Западной Сибири в от­дель­ные годы возможны месяцы, когда совсем нет осадков. Летние осадки часто имеют ливневый характер, но суточное их количес­тво редко превы­шает 10 мм.

Распределение осадков по территории имеет зональный харак­тер. Наи­большее их количество (550—-650 мм) выпадает в полосе, протянув­шейся от Урала до Енисея через среднее течение Оби (лесная зона). В пределах этой полосы наблюдается некоторое уве­личение осадков к востоку, обусловленное барьерной ролью Сред­несибирского плоскогорья и повыше­нием влажности воздуха при прохождении над заболоченной поверхностью равнины.

К северу и к югу от полосы наибольших осадков количество их посте­пенно уменьшается до 350 мм. К северу это происходит из-за возрастания повторяемости арктического воздуха с малым влагосодержанием, а к югу из-за ослабления циклонической дея­тельности и повышения температур.

Для равнины, особенно для ее южной части, характерны значительные колебания количества осадков от года к году. В лесостепной и степной зонах осадки влажного года могут пре­вышать сумму осадков сухого года в 3—3,5 раза, в южной части тайги — в 2—2,5 раза.

Климат на большей части территории Западной Сибири спо­собствует широкому развитию многолетней (вечной) мерзло­ты, в распространении которой отчетливо прослеживается зональность (Рисунок 6).

Рисунок 6 – Строение многолетней мерзлоты Западной Сибири

На полуостровах мерзлота встречается повсеместно. Ее мощ­ность 300—600 м. Южнее, примерно до Сибирских Увалов, рас­пространена мерзлота с островами таликов. Монолитная мерзлая толща здесь сменяется двуслойной: верхний слой современной мерзлоты мощностью от 50—100 м на севере до 10—50 м на юге отделен слоем талых пород от нижнего реликтового слоя, начинаю­щегося на глубине 80—140 м и имеющего мощность до 200—250 м. Отдельные острова современной мерзлоты встречаются до ши­роты устья реки Демьянки — правого притока Иртыша. Несколь­ко южнее, до субширотного отрезка Иртыша, распространена реликтовая мерзлота (нет ее лишь на поймах крупных рек), зале­гающая на глубине от 100—120 до 250 м и имеющая мощность от 150 до 250 м. В направлении с запада на восток наблюдается уве­личение мощности и понижение температуры мерзлых грунтов.

Среди географических проблем Западной Сибири важное ме­сто занимает изучение ее влагооборота, выяснение его влияния на природные особенности и условия освоения территории, а также рассмотрение возможных путей его преобразования. Изучение водного баланса Западной Сибири или отдельных ее частей помогает оценить разные источники водных ресурсов, позволяет наметить возможные пути оптимизации влагооборота.

Для изучения влагооборота на территории Западной Сибири необходимо проследить пространственное изменение состав­ляющих водного баланса: осадков (о чем уже сказано выше) и испарения. Испаряемость возрастает вслед за увеличением температур от 150 мм близ северных границ равнины до 650— 700 мм в степной зоне. У южной границы лесной зоны количес­тво осадков и испаряемость почти равны между собой (около 500 мм), здесь испарение наибольшее (350—400 мм), а коэффи­циент увлажнения равен 1. К северу и к югу от этой границы структура водного баланса неоднородна.

Северная и центральная части Западной Сибири (более 80% ее площади) имеют коэффициент увлажнения больше 1. Это — переувлажненные и избыточно увлажненные территории. Испарение здесь лимитируется исключительно величиной ис­паряемости. Изучение водного баланса этой территории, про­веденное сотрудниками Института географии АН СССР, пока­зало, что только за счет атмосферных осадков здесь ежегодно в среднем задерживается и накапливается слой влаги от 5 до 10 мм (Вендров и др., 1966). Она идет на пополнение грунтовых вод и озер, увлажнение почвы, но в основном консервируется в тол­ще непрерывно растущих торфяных массивов. Чтобы удержать эту влагу, ежегодный прирост торфа должен составлять от 0,5 до 1 см на всю площадь. Фактически же здесь ежегодно накапли­вается значительно больше воды, так как консервируется и часть влаги, приносимой с окружающих территорий речным стоком. Северная и центральная части равнины относятся к одним из самых переувлажненных пространств на всей поверхности Зем­ли. Это стимулирует непрерывный рост болот, увеличение мощности торфа и расширение площади заболачивания. Многие районы практически недоступны для наземного и водного транс­порта, что затрудняет хозяйственное освоение территории.

Изучение структуры водного баланса показало, что основная причина переувлажненности кроется в малой величине стока по отношению к осадкам, в недостаточной дренированности рав­нины.

В лесоболотной зоне Западной Сибири величина стока изме­няется от 100 до 300 мм, что соответствует коэффициенту стока 0,2—0,4. На тех же широтах Русской равнины он больше в 1,5— 2 раза. Таким образом, переувлажнение, замедленный влагообо­рот в Западной Сибири связаны, прежде всего, с ее литогенной основой.

Плоский рельеф и наличие на междуречных пространствах многочисленных понижений, способствующих застою вод, сла­бая инфильтрация атмосферных осадков, обусловленная чере­дованием песчано-глинистых отложений, малые уклоны поверх­ности, падение и продольные уклоны рек, слабый врез речных долин, редкая речная сеть — все это затрудняет процессы стока, значительно уменьшает речной сток по сравнению с другими регионами и замедляет влагооборот.

Для борьбы с заболоченностью необходимо усиление поверх­ностного стока. Это может быть достигнуто спрямлением русел рек и тем самым увеличением их падения. Пропускная способ­ность на спрямленных участках рек возрастает в 1,5—2 раза, что позволяет осушить крупные земельные массивы. Доступнее станут леса и торфяные ресурсы, легче будет осваивать недра. Ускоренный сток промоет русла рек, обеспечит лучшую их самоочистку, предотвратит заморы рыбы, улучшит условия ее нагула и нереста. Небольшие водозаборы в верхних частях Оби, Иртыша и их притоков, прокладка каналов и полевых водопрово­дов позволяет частично восполнить недостаток влаги в южных районах и уменьшить ее приток в центральную часть равнины.

Южная часть Западной Сибири относится к области не­достаточного и неустойчивого увлажнения; коэффициент увлажнения здесь меньше 1. Испарение лимитируется количес­твом осадков и уменьшается к югу. В этом же направлении нарастает дефицит влаги за счет уменьшения осадков и одно­временного быстрого нарастания испаряемости. На испарение расходуется от 85 до 98% годовой суммы осадков, слой стока в лесостепи не превышает 10—15 мм, а на крайнем юге — 5—10 мм. Коэффициент стока снижается к югу от 0,1 до 0,02. Начинаю­щиеся здесь реки маловодны. Транзитные реки почти не при нимают притоков. Многие реки питаются снеговыми водами. Весной на них образуется высокое и непродолжительное поло­водье, но уже в середине лета реки пересыхают.

Поверхностный сток в области недостаточного и неустой­чивого увлажнения ведет к потере влаги, поэтому является не­благоприятным элементом водного баланса. Поверхность оста­ется без влаги большую часть вегетационного периода, так как выпадающие летом осадки очень быстро испаряются и в почву почти не поступают. Засухи повторяются в среднем через три-четыре года и случают­ся чаще всего в мае—июне. Как и на Русской равнине, обычно они связаны с вторжением арктического воздуха. Иногда причиной засухи оказывается поступление сильно прогретых и сухих воздушных масс из Средней Азии и Казахстана. При сильных ветрах летом возникают пыльные бури. Число дней с пыльными бурями составляет 10—15. В засушливые годы оно возрастает в 2 раза. Возникновению пыльных бурь способствуют наличие легких супесчаных и легкосутлинистых грунтов, карбо­натных почв, распахиваемых без специальных противодефляционных мер, малая лесистость на севере и безлесье на юге.

Ограниченность водных ресурсов требует дополнительного увлаж­нения сельскохозяйственных земель, заставляет прибе­гать к мерам по накоплению и сбережению влаги (снегозадер­жание, создание кулис и т. д.), а местами и к орошению земель­ных массивов.

Внутренние воды. Западная Сибирь характеризуется огромным скоплением по­верхностных и подземных вод, заключенных во многих тысячах крупных и мелких озер, обширных болотных массивах, медлен­но текущих полноводных реках, обильных грунтовых водах и крупных артезианских бассейнах.

Реки. Поверхность равнины дренируется многими ты­сячами рек, общая длина которых превосходит 250 тыс. км. Большая часть рек относится к бассейну Карского моря. Почти вся равнина входит в бассейн Оби. Лишь реки север­ной части равнины несут свои воды непосредственно в Кар­ское море или его заливы {Таз, Пур и Надым). Некоторые районы Кулундинской, Барабинской и Ишимской равнин от­носятся к области внутреннего (замкнутого) стока. Реки здесь впадают в бессточные озера, а в засушливые годы совсем пе­ресыхают. Густота речной сети в разных частях равнины не­одинакова. Наибольшей величины она достигает в Приураль­ской части лесоболотной зоны (0,35—0,30).

В связи с равнинностью территории и слабым наклоном поверхности реки Западной Сибири, в том числе и самые крупные — Обь, Иртыш, Енисей, отличаются малыми про­дольными уклонами, медленным плавным течением и преоб­ладанием боковой эрозии. Продольные уклоны Оби в сред­нем и нижнем течении составляют всего 1,5—3 см/км. Это в 3—4 раза меньше уклонов Северной Двины. Уклон Енисея в 1,5—2 раза больше, чем Оби. При малом падении реки силь­но меандрируют, блуждая по широкой пойме, достигающей на крупных реках ширины 15—20 км, образуя многочислен­ные рукава, протоки и старицы. Коэффициент извилистости многих рек составляет 2,5—3.

В питании рек принимают участие талые снеговые, дождевые и болотно-грунтовые воды. На первое место у всех рек выходит снеговое питание. Доля его растет в направлении с се­вера на юг. С таянием снегов связано весеннее половодье на ре­ках, пик которого в северной части смещается на начало лета. Пик половодья на Оби достигает 7—12 м, а в низовьях Енисея даже 18 м.

Для западносибирских рек характерно чрезмерно затяжное (распластанное) половодье. Лишь реки южных районов от­личаются бурным кратковременным половодьем и быстрым спа­дом вод. На остальной территории половодье растягивается на два-три летних месяца. Подъем воды идет очень быстро, а высо­кий уровень держится долго и спадает очень медленно. Это свя­зано с особенностями рельефа, замедляющими сток, а также с тем, что основные водные артерии Западной Сибири — Обь, Ир­тыш и Енисей — текут с юга, где раньше начинается половодье. В результате эти многоводные реки вызывают подпоры на при­токах их среднего и нижнего течения. Длительное весенне-лет­нее половодье сильно ослабляет дренирующую роль рек и даже превращает их из фактора дренажа в фактор застоя и времен­ного накопления вод.

Ледоставна реках южной части Западной Сибири про­должается пять месяцев в году, а на северных — до семи-восьми месяцев. В период весеннего ледохода на крупных реках возни­кают мощные ледяные заторы, так как вскрытие начинается в верховьях, постепенно распространяясь к северу. Продолжи­тельность ледохода в низовьях Оби и Енисея около месяца.

Крупные реки Западной Сибири судоходные. Енисей, Обь и Иртыш судоходны практически на всем их протяжении в пре­делах равнины. В низовья Енисея (до Дудинки) заходят и мор­ские суда, так как глубины здесь достигают 50 м.

Обь — одна из величайших рек мира — главная река равни­ны. Площадь ее бассейна составляет около 3 млн км², длина от истоков Иртыша — 5410 км. Если считать длину Оби от истока Катуни, то она достигает 4345 км, а от слияния Бии и Катуни — 3650 км. Годовой сток Оби около 400 км³, а средний годовой рас­ход 12 800 м³/с. По водоносности Обь занимает в России третье место, уступая лишь Енисею и Лене. Впадает река в Обскую губу, представляющую собой типичный эстуарий. Подводная долина просле­живается и далее, при выходе из Обской губы, в приле­гающей части моря.

Слева Обь принимает свой крупнейший приток Иртыш, бас­сейн которого занимает половину Обского бассейна, а длина от истоков Черного Иртыша достигает 4248 км. Сток Иртыша со­ставляет треть стока Оби. Притоки Иртыша — Ишим, Тобол и Конда, а также притоки Оби — Чулым, Кеть и Васюган имеют длину более 1000 км. Обь и Иртыш с их притоками в пределах Западной Сибири — типичные равнинные реки с малыми укло­нами и спокойным течением.

Площадь бассейна Енисея немногим более 2,5 млн км². На территории Западной Сибири находится лишь небольшая лево­бережная часть бассейна, по которой протекают короткие немно­говодные притоки. Начинается Енисей в горах Тувы и впадает в Енисейский залив Карского моря. В верхнем течении это бурная горная река с большим продольным уклоном. В среднем течении, где река прижата к уступу Среднесибирского плоскогорья, в ее русле встречаются крупные пороги, а течение имеет большую ско­рость. Лишь в низовьях Енисей приобретает спокойное течение. Длина реки 4092 км, годовой сток около 624 км³, а среднегодовой расход 19 800 м³/с. Это — самая многоводная река страны.

Озера. На Западно-Сибирской равнине имеется около 1 млн озер с общей площадью более 100 тыс. км². Озерность изменя­ется от 1—1,5% на юге до 2—3% на севере. В ряде районов она достигает 15—20% (Сургутская низина). Большое количество озер обусловлено равнинностью и слабой дренированностью территории. Озера расположены как на водораздельных равни­нах, так и в долинах рек. Вода многих озер южной части равни­ны соленая и солоноватая. Самым крупным озером Западной Си­бири является озеро Чаны. Это бессточный неглубокий водоем. В начале прошлого столетия площадь его зеркала составляла бо лее 8 тыс. км², а в настоящее время — около 2 тыс. км². Макси­мальная глубина — менее 10 м.

Подземные воды. По гидрогеологическим условиям равни­на представляет собой огромный Западно-Сибирский артезиан­ский бассейн, который состоит из ряда бассейнов второго по­рядка: Обского, Тобольского, Иртышского, Чулымского, Бара-бинско-Кулундинского и др. Воды лежат на разных глубинах в мезокайнозойских отложениях. В краевых частях равнины вскрыты подземные воды, сосредоточенные в трещинах плот­ных пород фундамента. С большой мощностью чехла рыхлых отложений, состоящих из чередования водопроницаемых и водоупорных пород, связано наличие многочисленных водо­носных горизонтов. Они отличаются различным химизмом, режимом и качеством вод. Воды глубоких горизонтов обычно минерализованы сильнее, чем находящиеся ближе к поверхно­сти. В южных районах нередко сильно засолены и воды верхних горизонтов. Это связано с высокой испаряемостью, слабой дре­нированностью поверхности и медленной циркуляцией вод. В некоторых водоносных горизонтах на глубинах от 800 до 3000 м вскрыты воды с температурой 25—120°С. Обычно это сильно ми­нерализованные воды, которые могут использоваться для ото­пления и лечебных целей. Общие запасы подземных вод Запад­ной Сибири весьма велики.

Болота. Колоссальным вместилищем воды являются болота За­падной Сибири. Средняя заболоченность равнины около 30%, в лесоболотной зоне около 50%, а в отдельных районах (Сургутское Полесье, Васюганье, Кондинская низина) достигает 70—80%. Круп­нейшим в мире является Васюганское болото общей площадью 53 тыс. км². Широкому развитию болотообразования способству­ет сочетание многих факторов, главные из которых—равнинность территории и ее тектонический режим с устойчивой тенденцией к опусканию в северных и центральных районах, слабая дрениро-ванность территории, избыточное увлажнение, продолжительное весенне-летнее половодье на реках в сочетании с образованием подпоров для притоков при повышении уровня Оби, Иртыша и Енисея, наличие многолетней мерзлоты.

По данным торфяного фонда, общая площадь торфяных бо­лот в Западной Сибири 400 тыс. км², а с учетом всех других ти­пов заболоченности — от 780 тыс. до 1 млн. км². Общие запасы торфа оцениваются в 90 млрд. т в воздушно-сухом состоянии. Известно, что в торфе болот содержится 94% воды. Следова­тельно, вся масса торфа Западной Сибири содержит не менее 1000 км³ воды. Это равно 2,5-летнему стоку Оби.