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气温根据气温垂直递减的变化规律,天柱山自山麓到海拔1000米处,气温依次递减3℃~5℃,比同纬度的平原地区要略低5℃~6℃。7月份,每百米(海拔)递减率为0.54℃。所以,天柱山上很少有炎热酷暑之感,是避暑之佳境。相反,由于天柱山群峰高耸,对北方寒冷气流的屏障作用非常强烈,冬季的气温也不太低。1月份平均气温为一2℃。每百米(海拔)递减率是0.4℃。所以,即使是数九隆冬,也不十分严寒。
天柱山不同海拔平均气温对照表(℃)

天柱山年平均气温偏低,在9.5℃左右。年较差(夏季最高月温度与冬季最低月温度之差)也偏小,一般为22.3℃。
天柱山与安庆市平均气温及年相差比较,见下表

注:安庆市资料为1951~1980年
安庆市历年绝对最高温度为40℃:,而天柱山极端最高温度不过29℃;;安庆市历年绝对最低温度为—12.5℃,天柱山历年极端最低温度为—13.4℃。
四季天柱山为季风北亚热带气候带,茶庄以上,冬季较长,茶庄以下四季分明。

日照天柱山日照总时数,比同纬度的山下平原地区要少。天柱山地处潜、皖二水之间,加上自身山高谷深,水气充沛,在低温和高气压的影响下,低层水气容易凝结成雾。因此,阴雨天多,日照时数相应减少。即使是天高气爽的金秋时节,山下阳光灿灿,碧空如洗,山上有时却霭雾蒸腾,云飞霞绕。而春、冬两季,有时峰顶阳光明媚,峰腰则细雨霏霏,而且在每天之中,往往也变化很大。
属于中山地貌特征的天柱山,年平均日照时数多在2000小时以下。在年内分配上,夏季最多,冬季最少。天柱山历年各月日照时数如下表:


云雾天柱山地区在受到冷暖峰面,低气压和倒槽等天气系统影响时,由于群峰的抬升作用,很容易形成地形云,笼罩在半腰上。其实,这就是人们常说的“浓雾”。天柱山云雾难分,迎面扑来是雾,身边飘走即云。这种现象在西关的青龙背以上,东关的翠华峰、石函峰、积翠谷、大天门一带,经常出现
雨雪天乍过,地面和高空受高气压控制,天气晴朗,风速又较小,大气压凝集稳定,低压最容易形成积存云,影响范围广,持续时间也较长。在云层丰富时,即是茫茫云海。站在六月雪岭上,俯瞰西眺;望岳亭旁,鸟瞰南天,大面积的波涛壮阔的云海,变幻无穷。有时汹涌澎湃卷起千堆雪;有时激浪奔腾一泻不可收;有时风平浪静,重重叠叠,紫气岚光,海市蜃楼,美不胜收。而这时主峰区又是一番情景,浓雾笼罩,能见度较低。
天柱山全年平均雾日可占三分之二,在250天左右,最多可达300天,最少也有200天。山下安庆市全年平均雾日只有12.8天,最多也只有29天,最少才6天。很明显,天柱山日照时数低于山下。
降水量天柱山历年平均降水量最高达到1900毫米,山下的潜山县城平均降水量1336.7毫米,安庆市1363毫米。
天柱山一年中最多降水日数可达150天左右。日降水量等于或大于10毫米的日数为55天。季节分配极不均匀。夏季((6~月)降水多,春季((3~5月)次之,秋季((9~11月)较少,冬季(12月~翌年2月)最少。雷暴雨经常出现,尤其是7、8月平均近50日。年与年之间降水量有较大的差异,最大降水量年份是最小降水量年份的1.5倍。
天柱山的地形雨相当普遍,一般多以佛光寺为界。有时山下是阳光和煦,山上却是风飕飕、雨潇潇。有时在一天之中也变化不定,早晨是漫山云雾,中午却烈日当空,下午忽然倾盆大雨。
每年6、7月间,天柱山区出现“梅雨”期。平均梅雨期24天。1961年最短,仅8天;1976年最长,55天。
霜冻天柱山区霜期日数相对较长,年平均在120天左右。无霜期最长日数256天,最短日数为223天,平均240天左右。最早初霜日是1978年10月25日,最迟初霜日是1974年12月1日。终霜日期大致定点日为4月3日。
天柱山雾淞多发生在海拔1000米以上。每年10月至次年5月都可见。12月、1月和2月较多出现,年平均50天左右。雨淞较雾淞少见,年平均30天左右。每年5月,只是在天池峰与飞来峰之间的峡谷、峰侧出现雨淞。
降雪一年之内大约有5个月可见降雪,从11月下旬至次年的3月中旬。初雪与终雪之间日数平均在120天。天柱山降雪期长,而且降雪量大,最大积雪深度约20厘米,谷壑中有的达1米以上。
冰雹天柱山每年5~8月,时有冰雹出现,影响范围呈曲线型。冰雹颗粒直径一般在1~3厘米,强冰雹的颗粒直径可达10厘米左右。出现冰雹时,往往伴有龙卷风,危害性较大。由浪家山而来的冰雹路线,因受阻于天柱山而分成两支:一支转向东南,沿余家井进入怀宁县境;另一部分向南,经王河入怀宁县境。所以,在天柱山境内未见大的冰雹危害。
冻雨天柱山在海拔600米以上,冬季气温较低,遇上连阴雨,会出现大面积的冻雨。1988年2月上旬,和长江中下游、江淮之间的大气候一样,天柱山出现了为时长达一周的冻雨。佛光寺以上,背阴处的树木、毛竹压断很多。直接经济损失达30多万元。天柱山庄西侧的“探海松”,被压得根基松动,经人工及时扶正支撑后,才得以保住。
风向天柱山常年主风方向,随着季节的变化而有所不定。夏季多为南、东南、西南风,冬季多是北、东北、西北风。
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