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新疆深居内陆，远离海洋，高山环列，使得湿润的海洋气流难以进入，形成了极端干燥的大陆性气候。新疆气候具有多种特点，明显的如晴天多，日照强，少雨，干燥，冬寒夏热，昼夜温差大，以及风沙较多等等。
新疆气候最显著的特点是“干”。因为干，空气湿度低，云雨少，经常是晴空万里；因为干，太阳供给地面的热量，几乎全部用来加热大地和空气，而地面土壤又很干燥，无法蒸发降温，所以夏季白天温度偏高，到了夜晚，由于戈壁缺少保持热量的能力，地面冷却散热的速度特别快，温度迅速下降，形成昼夜温差特别大；因为干，地面植被相对稀疏，一起风就尘土飞扬，尤其是戈壁滩上时时有风沙弥漫。新疆这种干燥气候，还突出表现为降水偏少。北疆大部分地区的年降水量只有200毫米左右，而南疆年降水量不足100毫米。新疆降水较多的地方主要是在天山山区和阿尔泰山区，这里冬春多雪，夏秋多雨，空气相对湿润，地面植被丰富。天山山区年降水量在500毫米左右，与华北平原相差无几，其中巩乃斯林区附近约达800毫米，几乎与淮河流域的年降水量相等。这些山区不仅降水充沛，而且每年降水比较稳定，这给山间盆地谷地和山前平原绿洲的农业灌溉用水提供了十分有利的条件。
新疆气候的第二个特点是冬冷夏热。冬季，由于西伯利亚空气十分寒冷，这种冷空气积累到一定程度，在有利的高空大气环流引导下，就会向南暴发，这就是直接影响新疆气候的寒潮(俗称寒流)。新疆的大部分地区夏季气温偏高，其最热程度，南疆又高于北疆。最突出的是吐鲁番，那里最热月(7月)，平均气温为40℃，极端最高气温曾达49.6℃，居全国之冠。
新疆气候的又一特点是气温日较差大(每昼夜最高气温和最低气温之差，称为气温日较差)。一般是白昼气温升高快，夜里气温下降大。许多地方最大的气温日较差在20℃到25℃之间。气温日较差大，有利于瓜果的碳水化合物的积累，所以新疆的甜瓜、西瓜、葡萄、杏、桃、梨等都特别甜美好吃。
日照丰富也是新疆气候的一大特色，新疆全年日照时间为2550至3500小时之间，在全国各省区中居于前列。日照丰富加强了植物的光合作用，对棉花等喜光农作物的生长、发育都有良好的作用。
新疆不仅日照时数充足，而且地面接受到的太阳辐射总能量也较大，在全国中仅次于青藏高原而名列第二。
新疆由于山口、隘道众多，在冷空气入侵时容易出现大风，这也是新疆气候的一个特色，各地大风严重时间是在春季。沿兰新铁路的吐鲁番西北部的“三十里风区”、哈密十三间房一带的“百里风区”等地，全年八级以上大风日数超过一百天，曾经出现过飓风阻塞火车运行的事故。
新疆的气候资源是得天独厚的，光能、太阳能、风能利用的前景是广阔而美好的。
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