Орталық Қазақстан, Қазақтың қатпарлы атырабы, Қазақтың ұсақ шоқылығы, Қазақтың таулы қыраты сияқты басқа топонимдерге қарағанда, аумақтың географиялық және геоморфологиялық мәнін әлде қайда дәлірек береді. Одан бері көп уақыт өтті, бірақ қазіргі кезде Қазақстан туралы табиғи білімдерде «Сарыарқа» ұғымы заңдастырылып қойылды.
Қазақтың ұсақ шоқысының әр бөлігінде жер қыртысының ұзақ және әркелкі дамуы мұнда күрделі геологиялық құрылымның қалыптасуына әкеп соқты. Ғылымда палеозой көтерілімінің шегінде екі бас геоқұрылымдық атырапты, яғни, батыс-каледондық және шығыс-герциндік қатпарлықтарды бөлу қабылданды.
Рельефі
Шығыс жартысы анағұрлым биіктеу келеді және орташа абсолют белгілері басым көпшілігінде 500-1000 м-ді құрайды. Оның бас суайрығының аумағында едәуір анық көрінетін, кейде сүйір болып келетін шындары бар (Ақсораң-1566 м. Жиренсақал-1403 м. Қособа-1305 м. Шаңкөз-1360 м және басқалар), аласа таулы алқаптар тобы-Қарқаралы, Қызыларай, Шыңғыстау және басқалар орналасқан.
Шығыс бөлігі өзінің биіктігімен (орташа абсолюттік биіктігі 500-1000 м) және жер бетінің қатты тілімделгендігін ерекшеленеді.
Көтеріңкі орта бөлігінде Қарқаралы тау массиві (биік жері Ақсораң тауы 1565 м), шығысында Шыңғыстау (Қособа 1305 м) жотасы жатыр. Сондықтан Сарыарқаның гипсометрлік құрылысы орта бөлігінен шетіне қарай, яғни солтүстік пен оңтүстікке қарай бірте-бірте аласарады.
Тегістелген жазық,үлкенді-кішілі ойыс, қазаншұңқырлар, бір-бірімен алмасып жатады. Аласа тау массивтерінің салыстырмалы биіктігі 500-600 м, бұлардың араларында белесті қырат немесе көптеген шашыранды, ұсақ шоқы, дөңесті бұйраттар кездеседі. Кейбір жеке оқшауланған, негізгі жынысты, жақпар тасты төбешіктердің салыстырмалы биіктігі 10-50 м, кейде 100 м-ге жетеді.
Сарыарқа өлкесі, негізінен, мүжілген және тегістелген қыраттардан, ұсақ шоқылы аласа таулардан тұрады. Араларында үлкенді-кішілі ойыстар, қазаншұңқырлар кездеседі. Олар геологиялық құрылысы мен жер бедерінің сипатына қарай іштей жіктеледі. Оның шығыс бөлігі батысына қарағанда биігірек. Палеозойдың шөгінді және магмалық жыныстарынан (гранит, порфирит, кварцит) құралған аласа таулы аймақ болып табылады. Бұл өлкенің жер бедерінің қалыптасуында жыныстардың жату бағыты мен үгілу процесі басты рөл атқарған. Сондықтан аласа таулар мүжілген. Кей жерлерде тау қалдықтары дәнді жазыкқа жалғасады.
Климаты
Сарыарқаның солтүстігінде қаңтардың орташа ауа температурасы -22°, оңтүстігінде-150, шілдеде тиісінше 20° және 25°. Қысқы минимум температура -50° дейін болады, ал жазғы максимум температура 40°-тан асады. Ауа температурасының орташа жылдық амплитудасы 35°-тан артады(салыстыру үшін-Украинада 25°).
Жауын-шашынның жылдық орташа мөлшері солтүстігінде 300-350 мм, оңтүстігінде 150-200 мм. Аласа таулы алқаптар ылғалды желдердің бір бөлігін ұстап қалады және сондақтан Көкшетау мен Қарқаралы алқаптарында жауын-шашынның орташа жылдық мөлшері көпжылдық есеп бойынша 400 мм-ден артады. Жауын-шашынның басым бөлігі солтүстігі мен орталық бөлігінде жылы кезеңге, ал оңтүстігінде қыс мерзіміне келеді. Солтүстігінде тұрақты қар жамылғысы қарашаның орта кезінде, ал оңтүстігінде әдеттегідей желтоқсанда түседі. Булану барлық жерде жауын-шашынның мөлшерінен асып тұрады.
Солтүстігінде оңтүстік-батыс бағыттағы желдер, оңтүстігінде солтүстік-шығыс бағыттағы желдер басым болады. Желдің орташа жылдық жылдамдығы 4 -6 м/сек. Қатты желдер болатын күндер (15 м/сек-тан астам) Көкшетауда 60-тан, ал Балқашта 20-дан аздау болады.
Сарыарқаның гидрографиялық торы басым көпшілігінде маусымдық сипатта болады, негізінен қар суымен қоректенеді. Солтүстігінің өзендеріне қарағанда оңтүстік көлбеуінің өзендерінің сумен қамтамасыздығы аздау болады, ал солтүстік Балқаш маңы жалпы алғанда жергілікті ағынның аумағына жатады.
Орталық Қазақстанның үстінде. Мұнда оның шығыс жақ шетімен солтүстіктен және солтүстік-шығыстан полярлық немесе арктикалық ауа, ал батыс шетімен оңтүстіктің жылы тропиктік және полярлық ауа массалары келіп жатады.
Антициклонның нашарлауына Сибирьдің солтүстігінен ауысып келген циклондар әсер етеді. Антициклон орталығының Қазақстаннан біраз солтүстікке таман орналасатын кездері болады, бұл жағдайда оның оңтүстік шеті Қазақстанның бүкіл территориясын қамтиды. Циклондар мен антициклондардың үздіксіз алмасып отыруы климаттың динамикалық жағдайының сипатын белгілейтін ауаның циркуляциялық процестерінің структурасының негізі болып табылады.
Республиканың солтүстігінде антициклондық өрістердің ұлғаюына байланысты циклондық құбылыстар онша болмайды. Орталық және Шығыс Қазақстанның үстінде антициклондар қалыптасқан кезде олардың батыс шеттерінде ауа массасының өтуі күшейеді, ал осы кезде олардың солтүстік-шығыс шеттерінде суық ауа одан әрі жинала береді. Осы ауа массалары түйіскен жерде олардың температурасының айырмашылығы үлкен болуына байланысты арктикалық фронт жиілене түседі. Сондықтан арктикалық фронттың осы участоктарының циклондық әрекеттері елдің солтүстік бөлігінде климатқа үлкен әсерін тигізеді.
Сарыарқа аудандарында циклондар азор максимумымен, сондай-ақ ұзақтығы орташа алғанда 2-3 күнге, кейде 5 күнге дейін созылатын жоғары қысым орталықтарын пайда ететін антициклондық аймақпен байланысты. Жазғы антициклонның тез ыдырауы құрлықтың күшті қызуымен байланысты. Жазғы уақытта циклондармен салыстырғанда антициклонның қайталауы жалпы аз болады. Бұлтсыз ашық күндердің басым болуы көбіне термиялық конвекцияға және ауаның жоғары бағытталған күшті ағындарына байланысты.
Ауа массаларының фронттық бөлінуі солтүстікке қарай ығысып, өздерінің ең солтүстік орындарының шегіне жетеді. Мәселен, орта азиялық (ирандық) полярлық фронты шалғай солтүстікке ығысып, 50° солтүстік ендіктен оңтүстікке қарай орналасады. Арктикалық фронт Мұзды мұхиттың жағалауына жетеді. Сибирь максимумының орнына азор максимумының тармағы келуіне байланысты Орталық Қазақстанның барлық жерінде қысым режимі өзгереді.
Топырағы
Топырақ-өсімдік жамылғысы төмендегідей негізгі подзоналардан тұрады:
-кәдімгі қара топырақтағы қоңыржай-қуаң аралас шөпті селеулі дала;
-оңтүстік қара топырақтағы қуаң аралас шөпті-селеулі дала;
-қоңыр-қызғылт топырақтардағы құрғақ селеулі-бетегелі дала;
-қызғылт топырақтағы ксерофитті -аралас шөпті-бетегелі-селеулі дала;
-құба және ашық-құба топырақтардағы астық тұқымдас шөпті-жусанды
шөлейт; ашық-құба сортаң топырақтағы жусанды-сораңды шөл.
Солтүстігінде Қарағанды және Қарқаралы ауданыңда жауын-шашынның мөлшері 300 мм-ге дейін жетеді, бұл суармайтын егіншілікпен айналысуға мүмкіндік береді. Осы жерден астық тұқымдастар өсетін құрғақ дала зонасының жіңішке алқабы өтеді, топырағы қоңыр қызыл, ал ауданның бүкіл ортаңғы бөлігін ақшыл қызғылт топырағы бар шөл дала зонасы алып жатыр, оңтүстік бөлігі жусанды, күйреуікті шөл зонасына өтеді, бұл зона, негізінен, мал жайылымы ретінде пайдаланылады.
Берілген территорияға қара-талшынды және ашық-талшынды топырақ тән, ал олар барлық территорияның 40 %-н алып жатыр. Солтүстік және солтүстік-шығыс аймақтарда негізінен қараталшынды, ал ұсақ шоқы орналасқан орталық бөлігінде ашық-талшынды топырақ таралған.
Көктемде өзеннің су тасуының құрылуына күз кезінде топырақтың ылғалдану дәрежесі үлкен рөл ойнайды. Бір метрлік топырақ қабатындағы ылғалдың қоры кеш күз кезеңінде территорияның солтүстік аймақтарында орташа алғанда 120 дан 200 мм-ді, ал оңтүстігінде 50 ден 150 мм-ді құрайды.
Жаңбырлы жылдары бір метрлік саз және ауыр құмтасты қабатындағы күздік ылғалдың қоры топырақта солтүстік облыстарда 200 ден 250 мм-ге жетеді, ал дәл осы қабаттағы жеңіл құмтасты топырақты оңтүстікте -100 ден 150 мм аралығында. Топырақтың ең көп ылғалдануы көктем айларында байқалады, әдетте қар ерудің соңындағы бірінші онкүндікте.
