Пора года была поздняя для высокогорного курорта, и Григорий Николаевич застал только 25 больных под надзором одного ламы — доктора. Больные жили в юртах и палатках и лечились от разных болезней — слепоты, боли в ногах, внутренних болезней. Они сидели в ваннах по часу и по три часа, по указанию ламы, а после горячей ванны уходили в палатку или юрту, где их пронизывал холодный ветер, и спали на тонких войлоках.
Из Улясутая экспедиция направилась через нагорье Хангай к озеру Косоголу. Это нагорье состоит из нескольких горных цепей, направленных в общем с запада на восток и разделенных широкими долинами крупных рек. Северные склоны гор большей частью покрыты лесом, который чем дальше к северу, тем гуще, приближаясь к сибирской тайге. Южные склоны и долины степные. Растительность по сравнению с Монгольским Алтаем гораздо богаче и разнообразнее; по всему нагорью были рассеяны кочевья монголов, монастыри и ставки князей. На восток нагорье доходит до реки Орхона, большого притока Селенги, к бассейну которой принадлежит его большая, восточная, половина. В западной части нагорье распадается на отдельные цепи и несколько понижается; орошающие его реки впадают в озера обширной впадины, отделяющей Хангай от высокого Кобдинского плоскогорья между Русским и Монгольским Алтаем. В этой впадине также поднимаются отдельные цепи и группы гор. На севере нагорье примыкает к хребту Танну-ола, отделяющему его от обширной Урянхайской котловины верховий бассейна Енисея, а восточнее — к водоразделу Восточного Саяна. Южный склон нагорья спускается к долине озер, отделяющей его от Монгольского Алтая, и по характеру растительности приближается к последнему. В нагорье известна только одна вершина с вечным снегом и небольшими ледниками; это гора Отхон-тенгри (Очир-вани), достигающая 4000 метров высоты и расположенная к северо-востоку от г. Улясутая на отроге южной цепи.
Экспедиция на пути к озеру Косогол за время с 5 августа по 12 сентября пересекла три цепи Хангая и долины — сначала реки Хойту-терх, которую можно считать началом Селенги, затем рек Этер и Тэльгир-морин, левых притоков Селенги, а также второстепенные долины с озерами Сангин-далай и Эльхир-нор и, наконец, вышла к реке Эгин-огол, вытекающей из озера Косогол.
Лето на высотах нагорья уже близилось к концу, по ночам иногда выпадал иней, изредка снег, вода покрывалась льдом. Местность в горных цепях часто была живописной. Никаких особых приключений на этом пути не было. По реке Эгин-голу прошли до ее истока из озера Косогол. Это озеро — самое крупное в Монголии — вытянуто на 130 километров по меридиану при ширине до 48 километров и большой глубине. Оно расположено на высоте 1615 метров и со всех сторон окружено высокими лесистыми горами, с которых в озеро стекает много речек. Среди озера поднимается большой скалистый остров Далай-куй с буддийским монастырем. Вода пресная. Против северного берега озера, на самой границе с Сибирью, в хребте Восточного Саяна высится вечно снеговая гряда Мунку-Сардык. В озере водится рыба. На восточном берегу, по которому пролегает скотопрогонный тракт в Сибирь, находятся буддийский монастырь.
От озера Косогола экспедиция повернула на запад и за время с 15 сентября по 1 ноября прошла по северной части Хангая до монастыря Улангом близ озера Убса. Была уже осень. Почти каждую ночь, а нередко и днем температура падала ниже нуля. Реки покрылись льдом. Не раз выпадал снег, и гребни более высоких горных цепей покрывались зимним снегом, тогда как в долинах он вскоре исчезал. Топливо на этом пути, кроме последних дней, встречалось в достаточном количестве.
Путь шел сначала через очень гористую и лесистую местность между реками Эгин-гол и Тельгир-морин и между последней и рекой Тес, примыкающей к южному склону хребта Танну-ола. В этой местности земледелие было невозможно, и кочевники пополняли свои зимние запасы пищи, выкапывая съедобные корни одного растения из подземных складов, которые делали себе на зиму полевые мыши на глубине не более 20 сантиметров от земной поверхности. В половине сентября монголы отправлялись на поиски этих складов; стуча палкой по земле, они узнавали, где имеются эти склады. Из каждой норы выкапывали около трех шапок корня. Семья запасала себе на зиму килограммов 30 этого корня.
Григорий Николаевич отметил еще, что в этой местности лошади у монголов преимущественно белой масти, а домашние животные монголов вообще имеют однообразную окраску: овцы все белые с черной головой, а собаки черные с желтыми пятнами над глазами и желтой шерстью из задней стороне ног и нижней части хвоста.
В бассейне реки Тес высота местности уменьшилась, леса начали уступать место степям, высокие горы раздвинулись. На севере продолжался хребет Танну-ола. На юге от нагорья отделился высокий и скалистый хребет Хан-хухей, остававшийся далеко от маршрута по рекам Тес и Нарын, вблизи которого расстилалась степь с небольшими горами. Здесь опять увидели стадо дзеренов в тысячу голов, которых в Хангае не было.
Кроме монголов, в степи близ озера Убса путешественники встречали и урянхайцев. Первый ночлег вблизи их кочевья ознаменовался пропажей нескольких лошадей. Так как это были самые смирные лошади, то не было сомнения, что их украли. Григорий Николаевич, узнав, что по соседству находится юрта дзанги — низшего чиновника урянхайцев, послал к нему требование разыскать лошадей. Дзанги сам приехал к путешественникам и стал уверять, что в его ведомстве нет воров, но все же обещал послать людей на поиски лошадей. Через несколько часов лошадей привели люди, уверявшие, что нашли их за соседними горами. По словам монголов, все урянхайские чиновники участвуют в конокрадстве, прикрывая воров и деля с ними добычу. Поэтому монголы устроили цепь караулов между своими кочевьями и урянхайскими.
Большое озеро Убса экспедиция обогнула по южному берегу; берега этого озера представляют солончаки и заросли тростника; вода его горько-соленая. Озеро не имеет стока, а впадает в него большая река Тес и много мелких. Оно так велико, что противоположный берег не виден. К западу от озера, на окраине гор стоял монастырь Улангом; он состоял из 30—40 дворов; в каждом из них было несколько юрт, в которых жили ламы; из каждой юрты торчала труба; это доказывало, что русские железные печки получили здесь большое распространение.
В кумирне путешественники видели несколько бронзовых статуй богов в рост человека; их доставка из далекого города Далай-нор на восточной окраине Монголии обошлась местному князю, т. е. его верноподданным, очень дорого.
Монастырь со всех сторон был окружен пашнями, на которых сеяли ячмень и пшеницу; но земледелием занимались не ламы, а кочевники-монголы — дюрбюты и хотоны, мусульмане, выходцы из Туркестана. Хлеб вывозили в Кобдо и Улясутай китайские купцы.
От Улангома экспедиция разделилась; Потанин и Березовский поехали в Кобдо, чтобы взять оставленные там коллекции, а остальные члены экспедиции пошли прямо в Кош-агач в Русском Алтае. Путь Григория Николаевича шел на юг через многочисленные цепи гор, разделенные долинами рек и небольших озер. На этом пути он прошел вблизи вечнозеленой группы Мэнгу-цасу (вечный снег), с которой в озеро Убса течет река Харкира.
Из Кобдо Григорий Николаевич также направился в Кош-агач, вверх по долине реки Кобдо, которая впадает в озеро Хараусу; но одноименный город стоит не на этой реке, а на реке Буянту, текущей с Монгольского Алтая, тогда как бассейн Кобдо охватывает также хребет Сайлюгем на границе Русского Алтая. Долина Кобдо интересна тем, что только в небольшой части ее водится фазан, нигде больше в Монголии не встреченный.
На последнем переходе к русской границе, на высоком перевале, несмотря на глубокую зиму, Григорий Николаевич до полночи слышал писк сеноставок. Утром он увидел, что снег вокруг стана был усеян отверстиями или каналами, которые вели в норы этих зверьков. После каждого снегопада сеноставка расчищает вход в свое жилище. Снега в этой местности выпадало мало; склон, населенный зверьками, был покрыт слоем снега в 20 сантиметров толщины.