白天太阳辐射强，地面加热迅速，气温可高达60～80℃ 。上升气流强，但因空气干燥，极少成云致雨，只有狂风沙尘 。夜间地面，冷却极强，甚至可以降到0℃以下 。由此，气温日变化非常大 。可以高达50℃以上 。
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热带沙漠气候区具有以下气候特征：
1、降水量少而变率大：北非撒哈拉沙漠中的亚斯文曾有连续多年无雨的记录；而在南美智利北部沙漠的阿里卡，有连续十七年中仅下过三次可量出雨量的阵雨，而三次总量仅0.51厘米，降水量极少 。同样位于智利北部沙漠的伊基圭曾连续四年无雨，但第五年的一次阵雨就降了15厘米，在另一年的一次阵雨记录竟达63.5厘米，可见变率之大 。热带沙漠的降雨多为暴发性的阵雨，往往引起剧烈的水土流失 。
2、气温高、温差大：由于云量少，日照强，又缺乏植被覆盖，空气湿度小，因此白天气温上升极快 。在北非曾有高达58℃的记录，一般夏天的月均温大都在30℃~35℃之间，而且高温的时间很长，如阿拉伯半岛的亚丁，一年有五个月的月均温在30℃之上 。
沙漠的夜间较凉，因为整夜无云，地面辐射强，散热快，夜间最低温度一般在7℃~12℃之间，也有出现薄霜的日子 。年温差一般在10℃~20℃左右，而日温差更大，在15℃~30℃之间 。在北非的黎波里以南的一个气象监测站，于1978年12月25日曾有白天最热达37.2℃，而晚上降至最低温-0.6℃的记录，日温差达37.8℃，真是可用“朝穿皮袄午穿纱来”形容 。
3、蒸发强、相对湿度小：热带沙漠气候因为经常无云、风大、日照强、气温高、相对湿度小，因此蒸发力非常旺盛 。可能蒸发散量约为降水量的二十倍以上，甚至达百倍 。空气中的相对湿度很小，在埃及撒哈拉沙漠常出现2%左右的相对湿度 。
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