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吐鲁番属独特的暖温带大陆性干旱荒漠气候。因地处盆地之中，四周高山环抱，增热迅速、散热慢，形成了日照长、气温高、昼夜温差大、降水少、风力强五大特点，素有"火州"、"风库"之称。全年平均气温为14℃,夏季平均气温在30℃左右，全年气温高于35℃的炎热天气，平均为99天；高于40℃的酷热天气,平均为28天。
四季气候变化的特点是：春季短暂，平均为61天，开春早，升温快；夏季漫长，平均152天，高温酷热；秋季更短，平均57天，降温急促；冬季较短，平均95天，风小雪稀，天气晴好，寒冷期短。一年中，以一月份最冷，7月份最热。
| 吐鲁番四季气温表 （单位：摄氏度℃） | |||||||||
| 季节 | 春 | 夏 | 秋 | 冬 | |||||
| 时间、气温 | 2月下旬至4月中旬气温 10℃～25℃ | 4月中旬至9月下旬气温25℃～40℃ | 9月下旬至11月下旬气温15℃～25℃ | 11月下旬至2月下旬气温-5℃～-10℃ | |||||
