Географическое положение и границы

ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Челябинская область занимает северную часть хребтовой полосы Южного Урала и его предгорий с прилегающими частями высоких предгорных равнин, а также относительно небольшими участками Западно-Сибирской низменности и Восточно-Европейской равнины. Территория области составляет 87.9 тыс. км². Ее протяженность с севера на юг – около 490 км (от 51º57´ с. ш. до 56º22´ с. ш.), с запада на восток – около 400 км (от 57º05´ в. д. до 63º25´ в. д.). Челябинская область на западе граничит с Республикой Башкортостан, на севере – со Свердловской областью, на юге – с Оренбургской областью, на востоке – с Курганской областью России и Костанайской областью Казахстана. Общая протяженность границ области – 2750 км.

Челябинская область была образована в результате разукрупнения Уральской области 17 января 1934 г. на территории, до 1917 г. по административно-территориальному делению Российской империи входившей в состав трех губерний – Уфимской (Златоустовский и Уфимский уезды), Пермской (Красноуфимский, Екатеринбургский и Шадринский уезды) и Оренбургской (Челябинский, Верхнеуральский, Троицкий и Орский уезды). 6 февраля 1943 г. из Челябинской области была выделена Курганская область. После этого границы области не подвергались существенным изменениям.

Челябинская область расположена в двух частях света – Европе и Азии, граница между которыми проводится по главному водоразделу Урала (между бассейнами Волги и Оби) до истоков р. Урал, а далее к югу – по р. Урал. Именно такое положение границы Европы и Азии является общепринятым и, в частности, таким образом проведена восточная граница Европы в наиболее капитальных флористических сводках – «Flora Europaea» и «Флоре Восточной Европы». Правда, некоторыми географами предлагалось проводить эту границу по восточному подножию гор Урала или по водоразделу между бассейнами Каспийского моря и Северного Ледовитого океана, включая всю Уральскую горную страну в состав Европы, но эта точка зрения не получила широкого распространения.

Через Челябинскую область проходят южная граница лесной и северная – степной ландшафтно-географических зон, между которыми заключена переходная полоса лесостепи. Более трех четвертей территории области находится в лесостепном и степном Зауралье, около одной четверти – в горно-лесной хребтовой полосе Урала. Территория области отличается большим разнообразием природных условий, обусловливающим сложность и неоднородность растительного покрова и значительное богатство флоры. В этом отношении среди областей и республик Урала Челябинскую область превосходит только Республика Башкортостан, занимающая гораздо большую территорию.

Рельеф[1]

Большая часть Челябинской области входит в состав физико-географической горной страны Урала, включающей хребтовую полосу и Зауральский пенеплен. Только наиболее восточная часть области имеет типично равнинный рельеф и входит в состав физико-географической страны Западно-Сибирской низменности. На крайнем западе области небольшой участок левобережья р. Сим относится к равнинно-увалистому Башкирскому Предуралью, входящему в состав физико-географической страны Восточно-Европейской равнины.

Для Челябинской области, как и всего Урала, характерна меридиональная зональность рельефа, связанная с особенностями геологического строения территории. Наиболее западной из этих зон является зона предуральского краевого прогиба, которой соответствуют в рельефе возвышенные равнины Предуралья, представляющие собой восточную окраину Русской равнины. На территории области она представлена небольшим участком западнее г. Аши и п. Сухая Атя. Ее рельеф имеет равнинный характер со средними высотами 150–250 м над ур. м. и отдельными останцовыми повышениями, достигающими 300 м над ур. м. (например, гора Липовая у г. Аши).

К востоку от г. Аша начинается горная часть Челябинской области. Ее характер в южной и северной частях неодинаков. Наиболее северная часть горной страны в пределах области включает низкогорья южной окраины Среднего Урала, а южная, гораздо более обширная – низкогорья и среднегорья северной части Южного Урала. Границу между Средним и Южным Уралом обычно проводят по широтному участку течения р. Уфы выше г. Нязепетровска, в окрестностях п. Ниж. Уфалей и хр. Вишневые Горы у г. Касли (около 55º55´ с. ш.), так как в этом районе в направлении с юга на север происходит изменение рельефа из горного в увалисто-холмистый (Смирнов, 1949). Граница между Средним и Южным Уралом отчетливо выражена и в ботанико-географическом отношении. Здесь наиболее существенным изменением при переходе от Среднего Урала к Южному является появление на вершинах гор восточного макросклона Урала, превышающих 500–600 м над ур. м. (хр. Вишневые и Потанины Горы близ г. Касли, горы Егозинская и Сугомак у г. Кыштым), типичных и флористически богатых сообществ горных степей, с которыми связаны северные границы распространения ряда характерных для Южного Урала петрофитно-степных видов, а также появление высокогорной растительности на вершинах наиболее высоких гор осевой части Урала, начиная с горы Юрма (1003 м над ур. м.), тогда как на большей части Среднего Урала (к югу от горы Качканар) из-за его недостаточной высоты высокогорная растительность полностью отсутствует.

Наиболее западная часть Уральской горной страны в пределах области представляет собой зону западных низких предгорий. Рельеф этой зоны полого-холмистый с высотами 500–750 м над ур. м. Невысокие горные хребты этой зоны расположены в виде дуг, полукольцом охватывающих с юга и востока Уфимское плато и образующих Уфимский амфитеатр. Уфимское плато, заходящее незначительными окраинными участками на территорию области в ее западной части, представляет собой сильно расчлененную эрозией высокую предгорную равнину Предуралья со средними высотами 200–300 м над ур. м. При последнем поднятии Уральских гор Уфимское плато не было затронуто горообразовательными процессами, за исключением северо-восточной и южной окраин, которые были несколько смяты и превращены в холмистые террасы, заходящие в пределы Челябинской области, наряду с депрессией, расположенной между ними и Уфимским плато.

Горные хребты зоны западных предгорий на западе области имеют субширотное направление, а по направлению к северу оно постепеннно изменяется на субмеридиональное. У окраин Уфимского плато вершины гор не превышают 500 м над ур. м., а во второй линии хребтов высоты достигают уже 800–850 м над ур. м. Межгорные долины представляют собой широкие выположенные депрессии, в днища которых глубоко врезаны русла рек, окаймленные высокими (до 100 м) отвесными скалами. Преимущественное распространение карбонатных осадочных пород обусловливает значительное развитие карстовых образований – пещер, карстовых воронок, сухих логов, исчезающих рек с подземными руслами, карстовых источников, наиболее многочисленных в долинах рек Сим, Юрюзань, Ай и Уфа.

Следующая зона западных высоких предгорий имеет наибольшие высоты в пределах области. На западе этой зоны высоты возрастают постепенно, а на востоке круто обрываются в сторону водораздельного хребта Урал-Тау, от которого данная зона отделена тектоническим разломом, образующим широкую межгорную депрессию с долинами рек Ай (верхнее течение), Мал. Тесьма, Бол. Киалим и Уфа (верховья). Зона западных высоких предгорий значительно расширяется в направлении с севера на юг от 15–20 км на широте горы Юрма до 100 км на широте г. Сатка. Она представлена системой меридиональных и субмеридиональных горных хребтов, разделенных узкими межгорными долинами, расходящихся к югу в виде веера и достигающих 1400 м над ур. м. (хр. Нургуш).

Осевая водораздельная зона Урала, образующая границу между западным и восточным макросклонами (и между Европой и Азией), включает хребты Урал-Тау, Ицыл и Уфалейский. Эта зона имеет сопочно-хребтовый рельеф, так как водораздельные хребты не образуют единой сплошной линии, и на значительном протяжении главный водораздел Урала представлен отдельными вершинами-сопками. Хребты этой зоны имеют плавные, спокойные очертания и плоские вершины, поэтому линия главного водораздела в рельефе выражена нерезко. По высоте они значительно уступают хребтам зоны западных высоких предгорий, достигая лишь 600–900 м над ур. м., и только хр. Ицыл превышает 1000 м над ур. м. (максимальная высота 1068 м над ур. м.).

Зона восточных предгорий имеет небольшую протяженность в широтном направлении (местами в 10 раз уже, чем западный макросклон) и быстро обрывается к равнинам Зауралья. Ее рельеф имеет грядово-холмистый характер и представлен невысокими (средняя высота около 500 м над ур. м., максимальная – 754 м над ур. м.) горными хребтами, вытянутыми в меридиональном направлении и разделенными долиной р. Миасс. Среди них наиболее значителен хр. Ильменский, состоящий из серии меридиональных гряд и имеющий продолжение к югу в виде Чашковских гор и хр. Игиш близ истоков р. Увельки.

Далее к востоку рельеф резко меняется и приобретает характер всхолмленной возвышенной предгорной равнины со средними высотами 250–300 м над ур. м. – Зауральского пенеплена, занимающего центральную, наиболее значительную часть области. Его ширина на севере области составляет около 50 км, а на юге – почти 150 км. На западе граница пенеплена проходит у подножия наиболее восточных хребтов Урала вдоль цепочки тектонических озерных котловин в окрестностях гг. Касли, Кыштым, Карабаш и Миасс, а южнее последнего уходит за пределы области. Восточной границей пенеплена служит тектонический уступ, прослеживающийся по линии с. Багаряк – с. Кунашак – г. Челябинск – с. Кичигино на р. Увелька – п. Осиповка на р. Уй. Речные долины в местах пересечения с уступом резко сужаются и углубляются на 40–50 м, приобретая каньонообразный характер с более или менее значительными скальными обнажениями вдоль берегов. Далее к югу уступ в рельефе не выражен, и границей пенеплена служит западный предел сплошного распространения третичных морских отложений, примерно соответствующий линии п. Белоключевка – оз. Горькое – с. Варна – с. Новониколаевка – п. Княженский – п. Атамановский. Рельеф Зауральского пенеплена не вполне однороден, и в его пределах выделяется ряд различных по характеру поверхности меридиональных зон, связанных с простиранием основных геологических структур и литологией слагающих горных пород. В южной части пенеплена можно выделить четыре таких зоны, а в северной, где ширина его значительно уменьшается, – только две. В целом западная и восточная части пенеплена представляют собой зоны опускания, а центральная – зону поднятия, выраженную только в его южной части.

Наиболее западная часть пенеплена представляет собой плоскую предгорную впадину – относительно неглубокое понижение, расположенное у подножия восточного склона Урала. В северной части предгорной впадины имеются многочисленные тектонические озерные котловины, южнее она занята долинами рек – Миасса, текущего в северном направлении, а далее к югу – Урала, текущего на юг. К югу от 54º40´ с. ш. (верховья р. Уй) западная граница Челябинской области подходит к подножию наиболее восточных хребтов Южного Урала и далее идет на юг по предгорной равнине правобережья р. Урал на высоте 300–400 м над ур. м. На небольшом участке правобережья Урала к западу от г. Верхнеуральска на территорию области заходят отроги восточного склона Уральских гор, достигающие высоты 737 м над ур. м. (гора Большая, или Синяя). Урал – единственная река Зауральской равнины, имеющая (в пределах области) меридиональную долину. Долины Урала и его притоков на значительном протяжении глубоко (на 150–200 м) врезаны в толщи пород предгорной равнины и окаймлены скальными обнажениями, особенно в местах выхода на поверхность известняков, где распространены карстовые формы рельефа. В долине Урала хорошо выражены три, а местами четыре надпойменные террасы.

С востока предгорная впадина окаймлена полосой невысоких увалов и холмов, простирающихся вдоль левого берега р. Урал. Эта область увалисто-холмистого рельефа имеет слабый наклон на восток и на юг, и ее средние высоты изменяются от 450–500 м над ур. м. на западе до 380–400 м над ур. м. на востоке. Ее возвышенности представляют собой антиклинальные выступы, сложенные устойчивыми к эрозии породами. К этой области, иногда называемой Уральским мелкосопочником, приурочены максимальные высоты Зауральского пенеплена, расположенные на левобережье Урала – Карагайские горы (666 м над ур. м.), гора Магнитная (614 м над ур. м.), гора Чека (558 м над ур. м.).

Далее к востоку расположена область холмисто-равнинного рельефа Урало-Тобольского водораздела, на севере сливающаяся с увалисто-холмистой равниной. В орографическом отношении водораздел выражен слабо и представляет собой цепочку плоско-выпуклых куполообразных каменистых сопок, чередующихся с ложбинами и долинами логов. Высоты его в среднем составляют около 300–400 м над ур. м., местами достигая 460 м над ур. м. Наибольшие высоты водораздела наблюдаются там, где с ним соединяется водораздел второго порядка – Тогузак-Аятский, имеющий широтное направление. Возвышенности Урало-Тобольского водораздела связаны с выходами устойчивых к эрозии массивно-кристаллических горных пород (главным образом гранитов).

К востоку от Урало-Тобольского водораздела расположена область плоской, слегка приподнятой равнины, в северной части Зауральского пенеплена расширяющаяся до полосы предгорных озер. Рельеф этой части пенеплена равнинный, слегка волнистый, характеризуется сочетанием плоских водораздельных пространств с речными долинами, обычно имеющими значительную ширину и заполненными мощными толщами аллювиальных отложений. Берега многих рек (Багаряк, Синара, Увелька, Тогузак и др.) окаймлены скальными обнажениями, особенно в районах распространения известняков, для которых очень характерны карстовые формы рельефа. Равнина имеет общий наклон на восток, и в этом направлении текут все основные реки данного района.

Часть области к востоку от тектонического уступа, служащего восточной границей Зауральского пенеплена, имеет типично равнинный рельеф и входит в состав физико-географической страны Западно-Сибирской низменности. Эта восточная часть области представляет собой абсолютно плоскую аллювиально-морскую первично-аккумулятивную равнину с высотами в пределах 160–250 м над ур. м., наклоненную на восток. Для нее характерны чрезвычайно слабая дренированность плоских водоразделов, слабое развитие речной сети и наличие многочисленных блюдцеобразных бессточных впадин самого разнообразного размера, количество и площадь которых снижаются по мере приближения к долинам крупных рек вследствие их дренирующего влияния. Более крупные из этих впадин заполнены водой и представляют собой озера, часто в той или иной степени соленые и заболоченные по берегам. Все реки этой части области текут в широтном направлении на восток и имеют типично равнинный характер – широкие разработанные долины с низкими пологими берегами и аккумулятивными террасами, что указывает на отсутствие значительных тектонических движений в современную эпоху.

Геологическое строение[2]

Уральская горная страна, в пределах которой расположена большая часть Челябинской области (собственно горная часть и Зауральский пенеплен), имеет длительную и сложную геологическую историю. Здесь неоднократно сменяли друг друга суша и море, происходили поднятия, опускания и разломы участков земной коры, горообразовательные процессы, интенсивная вулканическая деятельность. В соответствии с этим геологическое строение Урала отличается большой неоднородностью и пестротой состава пород. На территории области представлены геологические комплексы, образовавшиеся в интервале времени от докембрия (архея и протерозоя) до четвертичного периода, как в континентальных, так и в морских условиях.

Наиболее древние на территории Челябинской области породы докембрийского (главным образом протерозойского) возраста широко распространены в западных горных районах области. Метаморфическими породами протерозоя сложены наиболее высокие горные хребты осевой части Южного Урала. Вулканические и метаморфические породы протерозоя распространены также на крайнем юге области (в Брединском р-не). Состав пород и их сильный метаморфизм указывают на наличие в протерозое горообразовательных процессов, вулканизма, наступаний и отступаний морей.

В геологическом строении большей части территории Челябинской области преобладают породы палеозойского возраста. При этом состав их на западном и восточном макросклонах Урала различен: на западном они представлены морскими осадочными породами, а на восточном, кроме того, широко распространены магматические породы. Реконструкции палеогеографической обстановки палеозоя на Южном Урале указывают на то, что на протяжении большей части палеозойской эры данная территория была дном прибрежной мелководной зоны океана, на котором накопились мощные толщи осадочных пород. Дважды в течение палеозоя на Урале происходили горообразования (каледонское в силуре – девоне и герцинское в карбоне – перми), более интенсивно протекавшие на восточном макросклоне Урала. Горообразовательные процессы сопровождались складкообразованием, глубокими разломами земной коры, внедрениями магмы в слои пород, интенсивным вулканизмом, проявлявшимся в рифтовых зонах и островных дугах на окраинах океана. В результате этих процессов на восточном макросклоне Южного Урала получили весьма широкое распространение магматические (интрузивные и эффузивные) и метаморфические породы палеозойского возраста (силура, девона и карбона), составляющие также литологическую основу Зауральского пенеплена.

Палеозойская эра была для Урала временем его наибольшего поднятия, и к концу ее высота Уральских гор достигала, вероятно, 5000–6000 м. В мезозое и кайнозое преобладающее значение имели процессы разрушения этих гор, протекавшие в континентальных условиях и приведшие к формированию на месте прежней высокогорной области сильно выравненного, увалистого ландшафта, т. е. к пенепленизации горной страны. К началу мезозоя (триасу) приурочены последние проявления вулканизма на данной территории, протекавшие в наземных условиях и приведшие к накоплению толщи вулканических пород на восточной окраине Зауральского пенеплена. В результате разрушения магматических и метаморфических пород палеозоя образовались мезозойско-кайнозойские коры выветривания различной мощности (от нескольких до сотен метров). В кайнозое сильно разрушенные и сглаженные горы Южного Урала подверглись новому горообразовательному движению, затронувшему прежде всего западную часть Челябинской области и приведшему к поднятию этой территории на несколько сотен метров, о чем свидетельствует характер речных террас. В результате поднятия веера горных хребтов к югу от Уфимского горста рельеф этой части области приобрел современный горный характер. Однако это поднятие почти не затронуло восточную часть Южного Урала (Зауральский пенеплен), сохранившую характер холмистой возвышенной равнины.

В палеогене запад области представлял собой часть горной страны, а восток – дно морского бассейна, имевшего связь с арктическим океаном. В конце палеогена здесь морские условия сменились континентальными. Неогеновые и антропогеновые отложения на территории Челябинской области имеют исключительно континентальный характер.

В геологическом строении территории Челябинской области, как и всего Урала, выделяется ряд меридиональных зон. Наиболее западная из них в пределах области – зона предуральского краевого прогиба, к которой относится небольшой участок на крайнем западе области (Симское левобережное плато западнее г. Аши и п. Сухая Атя), сложенный морскими осадочными породами нижнего отдела пермской системы – известняками, мергелями, глинистыми сланцами, песчаниками, алевролитами, конгломератами. Пермские осадочные породы на поверхности покрыты толщами мезозойской коры выветривания. Известняки и встречающиеся в окрестностях г. Аши фосфориты (их образование связано с процессами континентального химического выветривания слабо фосфоритизированных известняков) содержат богатую фауну ископаемых пермского возраста. Преимущественно горизонтальное залегание горных пород обусловливает равнинный характер рельефа, и лишь в отдельных местах (по восточному борту прогиба), где выходят на поверхность смятые в складки более древние породы, наблюдаются останцовые возвышенности, вершины которых срезаны под уровень плиоценового акчагыльского моря и несут следы морской абразии.

Далее к востоку расположена зона западных низких предгорий Урала, горные хребты которой, образующие Уфимский амфитеатр, сложены главным образом морскими осадочными породами палеозоя – песчаниками, аргиллитами, алевролитами, конгломератами, известняками, доломитами, мергелями, образующими сильно смятые и нарушенные надвигами толщи мощностью 2000–3000 м и более. Среди них наиболее широкое распространение имеют девонские, каменноугольные и пермские отложения (в особенности карбонатные), менее распространены кембрийские и силурийские. Само Уфимское плато, заходящее на территорию Челябинской области лишь незначительными окраинными участками, представляет собой сильно расчлененную эрозией высокую предгорную равнину, сложенную почти не перемещенными верхнепалеозойскими (главным образом нижнепермскими) известняками.

Горные хребты зоны западных высоких предгорий, к которой приурочены максимальные высоты на территории Челябинской области, а также осевой водораздельной зоны Урала (Центрально-Уральское поднятие) целиком сложены метаморфическими и метасоматическими породами протерозоя, главным образом кварцитами и кристаллическими сланцами. Также протерозойский возраст имеют осадочные породы, довольно широко распространенные в зоне западных предгорий, в частности, известняки в бассейне р. Миньяр, пестроцветные мергели по р. Катав, доломиты и магнезиты в окрестностях г. Сатки, сидериты Бакальского месторождения. Встречаются также интрузивные породы, представленные гранитами Бердяушского и Рябиновского массивов и габброидами Кусинско-Копанской интрузии.

Невысокие горные хребты зоны восточных предгорий Урала сложены преимущественно основными магматическими и метаморфическими породами силурийского и девонского возраста – миаскитами, сиенитами, амфиболитами, серпентинитами, пегматитами. Несколько менее распространены кислые интрузивные породы – граниты и гранитогнейсы. Реже встречаются осадочные породы девона и верхнего силура (в частности, известняки), а также метаморфические породы верхнепротерозойского и нижнепалеозойского возраста – гнейсы и кристаллические сланцы.

Центральную, наиболее обширную часть территории Челябинской области занимает Зауральский пенеплен. В его геологическом строении преобладают вулканогенные и осадочные породы палеозоя (силура, девона и карбона), формировавшиеся в подводных условиях на окраине древнего океана и в переходной зоне океан-континент. Мощность их достигает нескольких тысяч метров. На поверхности складчатый палеозойский фундамент пенеплена покрыт мезозойско-кайнозойскими корами выветривания, имеющими весьма различную мощность (так, они практически отсутствуют в районе Урало-Тобольского водораздела, а к востоку от него достигают значительной мощности, обусловливая равнинный рельеф этой части Зауралья). В пределах Зауральского пенеплена выделяются три крупные геологические структуры: западная часть его относится к Магнитогорскому синклинорию, сложенному среднепалеозойскими вулканическими и морскими осадочными породами, центральная – к Урало-Тобольскому антиклинорию, сложенному преимущественно метаморфическими породами при значительном развитии гранитоидных интрузий, и восточная – к Восточно-Уральскому синклинорию, во многом аналогичному Магнитогорскому. Состав палеозойских пород Зауральского пенеплена весьма разнообразен. Широко представлены различные осадочные (известняки, яшмы, песчаники, конгломераты), эффузивные (базальты, андезиты, риолиты, дациты, туфы), интрузивные (граниты, гранодиориты, диориты, диабазы, габбро, серпентиниты) и метаморфические (главным образом различные сланцы, а также гнейсы и амфиболиты) породы. На большей части Зауральского пенеплена преобладают изверженные и обломочно-осадочные породы при сравнительно небольшом распространении известняков; последние наиболее представлены, с одной стороны, в долине р. Урал и низовьях его притоков Бол. и Мал. Кизил, Янгелька, Худолаз, с другой – вдоль восточной окраины пенеплена (по рекам Багаряк, Синара, Увелька, Тогузак и др.). В нижнекарбоновых отложениях юго-восточной части пенеплена (в Карталинском и Брединском р-нах) имеются небольшие месторождения каменного угля. Очень характерны для Зауральского пенеплена (в особенности для его центральной части – Урало-Тобольского водораздела) обширные интрузии гранитов, которым соответствуют наиболее повышенные элементы рельефа. По периферии гранитоидные массивы окружены метаморфическими породами – гнейсами, амфиболитами, кристаллическими сланцами.

На восточной окраине Зауральского пенеплена (в окрестностях Челябинска) распространены также породы мезозойского возраста, представленные толщами триасовых изверженных пород (базальтов и туфов) и бурыми углями Челябинского бассейна, образовавшимися в континентальных условиях в верхнем триасе – нижней юре.

Часть территории области к востоку от Зауральского пенеплена относится к Западно-Сибирской низменности и резко отличается в геологическом отношении от остальной части области, так как в мезозое и начале кайнозоя (палеогене) была дном моря. Этим объясняется молодость ее современного рельефа, имеющего характер почти абсолютно плоской аллювиально-морской первично-аккумулятивной равнины, в геологическом отношении имеющей двухъярусную структуру. Ее нижний, глубоко погребенный ярус является продолжением к востоку Зауральского пенеплена и сложен дислоцированными палеозойскими породами. Верхний ярус представлен мощным покровом (1000–3000 м) залегающих горизонтально третичных (палеогеновых и неогеновых) осадочных пород, покрывающих палеозойский складчатый фундамент и сглаживающих все его неровности. Палеогеновые отложения, образующие нижние слои этой толщи, имеют морское происхождение (песчаники, пески, глины, опоки, конгломераты, алевролиты, диатомиты), а залегающие выше неогеновые – континентальное (пески, песчаники, пестроцветные глины, галечники). В равнинной части области широко распространены также четвертичные отложения, представленные на водоразделах бурыми суглинками и глинами делювиального происхождения, озерными и болотными отложениями, а в долинах рек – аллювиальными отложениями пойм и надпойменных террас (галечниками, песками, илами).

Климат[3]

Климат Челябинской области умеренно континентальный с продолжительной холодной зимой, коротким теплым летом и короткими весной и осенью. Величина суммарной солнечной радиации за год составляет от 91 ккал/см² на севере области до 106 ккал/см² на юге. Радиационный баланс в целом за год на всей территории области положительный и составляет от 23 ккал/см² на севере области до 25 ккал/см² в ее южных районах.

Определяющее влияние на климат области оказывают, с одной стороны, воздушные массы, формирующиеся над азиатским материком, сильно нагретые в летний период и значительно охлажденные зимой, с другой, увлажненные атлантические воздушные массы, приносящие основную долю осадков и смягчающие колебания температур.

Горы Южного Урала, несмотря на их небольшую высоту, являются важным климатическим рубежом, разделяющим климатические области разной степени континентальности: атлантико-континентальную лесную, к которой относятся западный склон Южного Урала и его осевая полоса, и континентальную западно-сибирскую лесную (включающую восточный склон Урала, лесостепь Зауралья и Западно-Сибирской низменности), к югу переходящую в континентальную западно-сибирскую степную (Алисов, 1956). Граница между первыми двумя областями на рассматриваемой территории выражена весьма отчетливо и проходит в верхней части восточных склонов горных хребтов, обращенных к равнинам Зауралья, где происходит скачкообразное изменение многих климатических показателей. Другой важный климатический рубеж, проходящий в равнинной зауральской части области в широтном направлении приблизительно вдоль 54º с. ш., также связан с изменениями некоторых важных климатических показателей и служит границей между западносибирскими лесной и степной климатическими областями.

В течение всего года на территории области преобладает западно-восточный перенос воздушных масс, хотя характерна и их меридиональная циркуляция (особенно в весенне-летний период). Перенос влажных атлантических воздушных масс связан с циклонами, перемещающимися обычно с запада или северо-запада (реже с юго-запада) на восток и северо-восток, и является важнейшим фактором, влияющим на формирование климата области. Вследствие удаленности территории области от Атлантического океана атлантические воздушные массы достигают ее уже значительно трансформированными. Горные хребты Южного Урала служат препятствием для их перемещения, в результате чего они отдают значительную часть влаги на западном макросклоне Урала. Переваливая через горы Урала, они зимой оттесняются вверх холодным воздухом западного отрога сибирского антициклона, а летом нагреваются и иссушаются, опускаясь по восточному склону Урала. Это способствует усилению континентальности и сухости климата в Зауралье, проявляющемуся в увеличении годовой амплитуды температур на 2–6º C и значительном уменьшении количества осадков (200 мм и более в год). Таким образом, особенности рельефа области обусловливают существенные климатические различия между отдельными частями данной территории.

В зимний период на формирование климата области большое влияние оказывают континентальные воздушные массы, связанные с западным отрогом сибирского антициклона, что способствует снижению зимних температур по сравнению со средними для данной широты на 6º C и преобладанию в зимний период устойчивой морозной безоблачной погоды (особенно в зауральских районах области). Во все сезоны года (но чаще в теплый период) наблюдается проникновение холодных континентальных арктических воздушных масс, а в летний период – прогретого сухого континентального (тропического) воздуха, формирующегося над Средней Азией и Казахстаном. Распространению их способствует равнинный характер зауральской части области, не имеющей орографических препятствий для перемещения воздушных масс с северо-востока, востока и юго-востока.

В горных северо-западных районах области разнообразие рельефа усложняет характер приземной циркуляции воздуха и способствует большой пестроте микроклиматических условий, выражающейся, в частности, в изменениях температурного режима и влажности с высотой местности, существенных различиях температуры и увлажнения на склонах разной экспозиции, возникновении температурных инверсий в межгорных долинах в зимний период и др. В этой части области отчетливо выражена дифференциация климата по высотным поясам. Чередование горных хребтов и межгорных долин, имеющих меридиональное направление, обусловливает весьма значительные климатические различия между близкими пунктами. Вследствие явления барьерной (или дождевой) тени климат широких речных долин (в частности, рек Сим, Юрюзань, Катав, Ай, верховий Миасса и Урала и др.) отличается большей сухостью и континентальностью, чем климат западных склонов и вершин прилегающих к ним горных хребтов, задерживающих и трансформирующих влажные атлантические воздушные массы и благодаря этому характеризующихся более высокой и стабильной увлажненностью. Очень характерное для горных районов области явление температурной инверсии, связанное со стеканием в долины холодного воздуха с прилегающих склонов, обусловливает пониженный термический режим (укорочение безморозного и вегетационного периодов, более значительные различия между минимальными и максимальными температурами) в депрессиях рельефа по сравнению ограничивающими их склонами горных хребтов, в особенности имеющими южную экспозицию.

Среднегодовая температура воздуха изменяется от +0.1º C на севере области до +1.9º C на юго-востоке. Среднемесячная температура воздуха самого холодного месяца (января) изменяется от –15…–16º C на северо-западе области до –17…–18º C на юго-востоке, а среднемесячная температура самого теплого месяца (июля) – соответственно от +16…+17º C до +20º C. Абсолютный минимум температуры на северо-западе области достигает –46…–50º C, на юге –45º C, абсолютный максимум соответственно +33…+36º C и +40º C (в Челябинске –45.4º C и +39.2º C). Абсолютные амплитуды температур на всей территории области превышают 80º C (от 82º C на севере до 85–86º C на юге и востоке).

Продолжительность вегетационного периода со среднесуточной температурой выше 5º C в среднем составляет 154–161 день в горно-лесной зоне и 162–168 в лесостепной и степной. Переход среднесуточной температуры через 5º C, характеризующий начало вегетационного периода, на всей территории области происходит в третьей декаде апреля, а через 10º C – в первой декаде мая в степной и лесостепной зонах и во второй (с 14 по 19 мая) – в горно-лесной. Сумма положительных среднесуточных температур за период с температурой выше 5º C изменяется от 1900º C на северо-западе области до 2400º C на юге, а за период с температурой выше 10º C – от 1500–1800º C в горно-лесной зоне до 2000–2300º C в степной. Последние весенние заморозки отмечаются в горно-лесной зоне в конце мая – первых числах июня, в лесостепной и степной – во второй половине мая; первые осенние заморозки соответственно в первой и второй декадах сентября (в горных районах с середины августа). Продолжительность безморозного периода составляет в горно-лесной зоне 93–112 дней (в наиболее повышенной центральной части Южного Урала местами сокращается до 40–50), в лесостепной и степной 112–126 дней. Абсолютные минимумы температуры не опускаются ниже 0º C только в июле, а в горных районах заморозки возможны и в этом месяце. Ход изменений температуры почвы в течение года в целом аналогичен таковому для температуры воздуха. Глубина промерзания почвы, достигающая максимума в конце марта, составляет от 60–70 см в горно-лесной зоне до 135 см в степной, что связано с более низкими зимними температурами и малоснежностью на юге области.

Абсолютная влажность воздуха достигает максимума в летний период (в июле 13.5–14.8 мм), а зимой незначительна (в январе 1.6–1.9 мм), особенно на юге области. Относительная влажность воздуха уменьшается в направлении с северо-запада на юго-восток и достигает максимума в зимний период (от 84% на юго-востоке области до 87% на северо-западе), а минимума – в мае – июне (57–65%).

Годовая сумма осадков, определяемая характером и направлением перемещения воздушных масс и особенностями рельефа, на территории области уменьшается с северо-запада на юго-восток; разница между этими частями области по количеству осадков превышает 200 мм. В горно-лесной зоне годовая сумма осадков составляет 500–800 мм, в лесостепной и степной 270–400 мм. Наблюдаются существенные колебания количества осадков по годам (до 3 раз). Большая часть осадков выпадает в летний период (около 45% годовой суммы, максимум в июле), тогда как зимой их количество резко уменьшается (26% годовой суммы, минимум в феврале). Величина суточного максимума осадков, приходящегося на летний период, достигает иногда 50 мм и более. Испарение за теплый период года (апрель – ноябрь) в горно-лесной зоне составляет 470 мм, а в степной – 700 мм. Таким образом, горно-лесная зона является районом избыточного увлажнения, а степная – недостаточного (испар