爱华网黄河流域幅员辽阔，山脉众多，东西高差悬殊，各区地貌差异也很大。又由于流域处于中纬度地带，受大气环流和季风环流影响的情况比较复杂，因此，流域内不同地区气候的差异显著，气候要素的年、季变化大，流域气候有以下主要特征。
一、光照充足，太阳辐射较强
黄河流域的日照条件在全国范围内属于充足的区域，全年日照时数一般达2000～3300小时;全年日照百分率大多在50%～75%之间;仅次于日照最充足的柴达木盆地，而较黄河以南的长江流域广大地区普遍偏多l倍左右。
黄河流域的太阳总辐射量在全国介于中间状况，北纬37°以北地区和东经103°以西的高原地带，为130～160千卡/平方厘米·年;其余大部分地区为110～130千卡/平方厘米·年，虽然不及国内西南部，尤其是青藏高原地区强，但普遍多于东北地区和黄河以南地区，为我国东部地区的辐射强区。
二、季节差别大、温差悬殊
黄河流域地区季节差别大，上游青海省久治县以上的河源地区为“全年皆冬”;久治至兰州区间及渭河中上游地区为“长冬无夏，春秋相连”;兰州至龙门区间为“冬长(六七个月)、夏短(一二个月)”;流域其余地区为“冬冷夏热，四季分明”。
温差悬殊是黄河流域气候的一大特征。总的来看，随地形三级阶梯，自西向东由冷变暖，气温的东西向梯度明显大于南北向梯度。年平均气温为-4℃左右的最低中心处于河源的巴颜喀拉山北麓，流域极端最低气温出现于河源区的黄河沿站，曾有过-53.0°c的记录(1978年1月2日)。年平均气温为12—14℃的高值区则位于黄河下游山东省境内，流域极端最高气温的记录出现在河南省洛阳地区的伊川站，其值达44.2C(1966年6月20日)。
黄河流域气温的年较差比较大，总趋势是北纬370以北地区在31～37℃之间，北纬370以南地区大多在21～31℃之间。
黄河流域气温的日较差也比较大，尤其中上游的高纬度地区，全年各季气温的日较差为13～16.5℃，均处于国内的高值区或次高值区。
三、降水集中，分布不均、年际变化大
流域大部分地区年降水量在200～650毫米之间，中上游南部和下游地区多于650毫米。尤其受地形影响较大的南界秦岭山脉北坡，其降水量一般可达700～1000毫米，而深居内陆的西北宁夏、内蒙古部分地区，其降水量却不足150毫米。降水量分布不均，南北降雨量之比大于5，这是我国其他河流所不及的。
流域冬干春旱，夏秋多雨，其中6～9月降水量占全年的70%左右;盛夏7～8月降水量可占全年降水总量的四成以上。流域降水量的年际变化也十分悬殊，年降水量的最大值与最小值之比约为1.7～7.5，变差系数Cv变化在0.15～0.4之间。
四、湿度小、蒸发大
黄河中上游是国内湿度偏小的地区，例如吴堡以上地区，平均水汽压不足8百帕，相对湿度在60%以下。特别是上游宁夏、内蒙古境内和龙羊峡以上地区，年平均水汽压不足6百帕;兰州至石嘴山区间的相对湿度小于50%。
黄河流域蒸发能力很强，年蒸发量达1100毫米。上游甘肃、宁夏和内蒙古中西部地区属国内年蒸发量最大的地区，最大年蒸发量可超过2500毫米。
五、冰雹多，沙暴、扬沙多
冰雹是黄河流域的主要灾害性天气之一。据统计，黄河上游兰州以上地区和内蒙古境内全年冰雹日数多超过2天，其中东经1000以西的广大地区多于5天，特别是玛曲以上和大通河上游地区多达15～25天，成为黄河流域冰雹最多的区域，也是国内的冰雹集中区。
沙暴和扬沙主要由大风所引起，并且与当地(或附近)的地质条件及植被状况密切相关。据统计，流域的宁夏、内蒙古境内及陕北地区，由于多年平均大风日数均在30天以上，区域内又有腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠，全年沙暴日数大多在10天以上，扬沙日数超过20天;有些年份沙暴最多可达30～50天，扬沙日数超过50天。此外，在汾河上游和小浪底以下沿黄的河南省境内，还各有一个年沙暴或扬沙日数超过20天的区域，后者主要与黄河较大范围沙滩地的存在有关。
六、无霜期短
黄河流域初霜日由北至南、从西向东逐步开始，并且同纬度的山区早于平原、河谷和沙漠。如黄河上游唐乃亥以上初霜日平均在8月中、下旬，而黄河中下游一般在10月上、中旬;流域其余地区在9月份。流域终霜日迟早的分布特点与初霜日正好相反，黄河下游平原地区较早，平均在3月下旬，而上游唐乃亥以上地区则晚至8月上、中旬，其余地区介于两者之间。
由此可见，黄河流域无霜期较短，即使是黄河下游平原地区，其无霜日也只有200天左右;而上游久治以上地区平均不足20天，可以说基本上全年有霜;流域其余地区介于两者之间。
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