富县位于中纬度半干旱地区，属大陆性暖温带季风气候，光照充足，四季分明：春季多风，夏季炎热，秋季多雨，冬季干寒。幅员辽阔，地貌类型多，气候条件随时空分布差异较大，自然灾害频繁。
一、光照
富县地处陕北黄土高原，光照充足。由于地貌类型不同，因此不同地区的光照情况也不完全相同，原面地区，地形开阔，地势平坦，海拔较高，植被较差，大气透明度比较好，光照条件最佳。川道海拔低于原区，太阳辐射较原面有所减弱，加上地形遮避，光照时间比原区短，因此光照条件不如原区。稍山地区除受上述因素影响外，还因林区湿度大，云量多，太阳辐射明显减弱，光照条件最差。经计算表明，原面地区较稍山地区多年平均年总辐射量多13.16千卡·平方厘米；年日照时数多415.5小时，平均每天相差1.14小时。
境内不同地貌的光照在年内分布基本一致，前半年逐渐增加，后半年逐渐减少，5月到8月期间，各月太阳辐射量与年总量之比均在10%以上。年内光照的高峰期不在盛夏，而在初夏，因为7月已值雨季，云量对太阳辐射削弱较大所致。年内日照时数最多为6月份的232.9—265.9小时，最少为2月份的157.9—178.9小时。
二、气温
富县大部分地区的年平均气温为8—9℃左右，西部林区和其他稍山地区的年平均气温多在7—8℃之间。境内年平均气温差异较大，最大差值可达2℃左右。造成这种差异的因素很多，但最主要的还是下垫面植被状况不同，其次是地形和海拔高度以及地理纬度等。由于树木的强大蒸腾作用消耗了大量的热能，致使林区温度明显低于非林区。如林区槐树庄和非林区羊泉的海拔高度基本相同，纬度相差5分，但由于地貌不同，年平均气温相差1.6℃；川道和原面地区的年平均气温虽然相差不大，但由于地形和海拔高度的影响，年内各月平均气温却往往存在着明显的差异。同时这种差异随着季节的变化而变化。一般而言，夏季平均气温随海拔高度的增加而降低，冬季却恰恰相反，春秋两季则介于转变的过渡时期。因此川道冬冷夏热，原面地区则冬暖夏凉。这是大气的物理特性和下垫面相互作用的结果。境内海拔高度每增加100米，一月份平均气温将上升0.39℃，而7月平均气温则下降0.54℃，年平均气温约下降0.11℃。
境内各地年平均气温的年际变幅除西部山区为0.3℃外，其余地区均在0.4℃左右。冬季平均气温年际间变化最大，多年平均变幅在1—2℃之间。各地80%年份的最冷月为1月，其平均气温都在-5℃以下；夏季平均气温年际变化最小，多年平均变幅为0.5—1℃。就80%的年份而言，最热月为7月，其平均气温都在20℃以上。春秋两季则介于冬、夏之间，其年季变幅平均约为1℃左右。境内极端最高温度为1966年的38.7℃；极端最低温度为1969年的-252℃。
境内不同地区年内各月之间平均气温的变化趋势基本一致，只是随着海拔高度的增加变化幅度有所减少，除最冷（热）月前后一段时间的平均气温变化比较平缓外，其余月份平均气温的升降幅度都在5℃以上。因此富县四季分明，各具特色。
三、降水
境内多年平均降水量500—600毫米左右，其分布有随纬度增加而减少的趋势。如西南部的槐树庄较西北部的黑水寺平均年降水量偏多80毫米左右。同时降水随时间的分布有三大特征：一是变率较大，二是相对集中，三是转折迅猛。具有大陆性温带季风气候的显著特点。
由于大气环流的复杂性，使得我国内陆地区降水量在年际间的变化率较大。富县各地降水量在年际间的变化幅度均在100毫米以上，约占年平均降水量的20—30%。据县气象站1966年以来的气象资料记载：1972年降水量为410.7毫米，而1975年的降水量却高达871.9毫米，相差461.2毫米。可见降水量年际变化之大。全县保证率为80%的年降水量：南部较多，将近500毫米；中部次之，约450毫米；北部最少仅400毫米左右。保证率80%的年降水量与多年平均降水量之差各地均在100毫米以上。
雨季短，旱季长，降水相对集中。境内各地7至9月，每月降水量都在100毫米左右，3个月的降水量和≥10.0毫米的降水日数与年总量之比也都占60%左右，是本县的主要降水季节。同时7、8、9三个月，强度较大的阵性降水天气较多，使降水在雨季也表现出相对的集中性，从而形成了旱涝相间的降水特征。
旱季与雨季相互转换比较迅猛。从多年平均状况来看，6月份的降水量仅50至60毫米，而7月份猛增到110到140毫米，比前半年6个月降水量增加的幅度还要大。中秋前后，降水量迅速减少，从9月份的90至100毫米迅速减为10月份的30至40毫米，从此逐渐进入了漫长的干旱季节。
经计算表明，境内各地平均每年有15%（相当于85毫米）左右的降水量不能渗入土壤，全年较有效的降水日数也仅占年降水总日数的35%弱。这个不利因素在安排农业生产时应引起足够的重视。同时，年内1—6月为干旱半干旱期，土壤水分趋于减少，7—9月份为湿润期，土壤水分有所增加；10—12月的湿润状况较为复杂，基本上是半湿润向干旱的过渡期。这种干湿变化与旱雨季节的变化趋势基本相同，但又不完全一样。如5月、6月都比10月的降水量多，但5月、6月处于强烈的升温期，蒸发量的加剧幅度远远大于降水量的增多，因此为干旱半干旱状态。而10月处于降温期，蒸发量明显减弱，降水虽少于5月和6月，但却处于半湿润状态。
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