Распределение температуры воздуха в течение года тесно связано с распределением давления и ветра и с поступлением солнечной радиации. Кроме того, на формирование термического режима и распределение температурных характеристик большое влияние оказывает строение поверхности территории Якутии, а также степень удаленности отдельных районов от моря.
На большей части территории Якутии наиболее низкие температуры наблюдаются в январе, лишь в прибрежных районах температуры января и февраля близки, а на островах самым холодным является февраль. С ноября по февраль самые низкие температуры отмечаются в области отрога азиатского антициклона, в районах Оймякона и Верхоянска. Средние январские температуры здесь равны соответственно -50°С и -48,6°С.
Для холодного времени года, особенно с декабря по февраль, для большей части территории характерны слабые ветры и штили, которые обусловливают слабое перемешивание воздуха, а следовательно - слабый вертикальный теплообмен, поэтому здесь возникают мощные приземные инверсии (повышение температуры воздуха с высотой), которые усиливаются в горных районах.
В отдельные дни зимнего сезона температуры могут быть ниже -60°С почти на всей территории. Наиболее низкие значения температуры наблюдаются, в восточных горных районах, во впадинах, котловинах, в узких долинах и других понижениях с затрудненным стоком холодного воздуха. Минимальные температуры могут достигать рекордных значений в северном полушарии; -71°С в Оймяконе и -68°С в Верхоянске. На склонах гор и даже на небольших возвышенностях столь низкие температуры не наблюдаются благодаря инверсии. В южных и юго-западных районах минимальные температуры могут опускаться до -58°С-62°С. На побережьях морей и островах температуры не бывают ниже -46°С-52°С, При небольшом удалении от берега, а также в глубоких бухтах и заливах минимумы резко понижаются. В центральных районах минимальные температуры могут понижаться до -61°С-66°С.
В теплый период года отличительной чертой температурного режима большей части территории Якутии является быстрое нарастание средних суточных температур весной и быстрое их падение осенью. Самый теплый месяц - июль. В прибрежных районах и на островах июль и август имеют близкие температуры. С мая по август наиболее высокие температуры бывают в Центральной Якутии. Средняя температура июля в центральных, юго-западных и южных районах на сравнительно равнинных низменных местах около +17°С - +19°С.
К северу от р. Вилюй в низменных местах +12°С - +15°С, в на более высоких местах она еще ниже. Наиболее низкие температуры на равнинных местах в это время бывают на побережьях морей и на островах, где они в июле составляют +2°С - +4°С. В горных районах распределение температур очень пестрое благодаря различию высот, характеру рельефа и различным микроклиматическим факторам.
На большей части территории в низменных местах наивысшие температуры могут достигать +34°С - +38°С, на побережьях морей +29°С - +32°С и островах +18°С - +24°С. В горных районах максимальные температуры зависят главным образом от высоты над уровнем моря, от форм рельефа и других факторов.
В связи с очень низкими температурами зимой и сравнительно высокими летом, выявляется одна из характерных особенностей -термического режима территории - большие годовые амплитуды температур, достигающие рекордных значений, которое подтверждают континентальность климата Республики Саха.
Годовые амплитуды температуры воздуха
| Станции | Амплитуды температур | |
| По средней месячной | По абсолютным минимуму и максимуму | |
| Оймякон | 64,5 | 104 |
| Верхоянск | 63,8 | 103 |
| Якутск | 61,9 | 102 |
| Усть-Мома | 61,8 | 102 |
| Оленёк | 55,7 | 101 |
| Вилюйск | 56,2 | 98 |
| Томмот | 53,0 | 99 |
Длительность безморозного периода, благодаря сложности рельефа и расположению территории Якутии в различных физико-географических зонах, очень разнообразная. Наибольшая длительность (95 дней) наблюдается в долине среднего течения реки Лена. В тундре безморозный период едва достигает двух месяцев, в отдельные годы заморозки могут наблюдаться в течение всего лета с перерывами менее 30 дней. На островах безморозный период отсутствуют вообще. В горных районах длительность безморозного периода весьма различна.
Для летнего сезона характерны частые вторжения холодных масс воздуха с севера с малым содержанием водяного пара и большой прозрачностью. При таких вторжениях в сочетании с условиями, благоприятными для застоя холодного воздуха, при ясной погоде в отдельные годы почти по всей территории республики возможны местами заморозки в течение лета, в особенно в горных районах.
Влажность воздуха является одним из элементов режима увлажнения, имеющего большое практическое значение для многих отраслей экономики и в первую очередь для сельского хозяйства. С влажностью воздуха теснейшим образом связаны процессы испарения, образования туманов и облаков, выпадение осадков, осаждение росы, инея и т.д.
Водяной пар является неустойчивой составной частью атмосферы: содержание его сильно меняется в зависимости от физико-географических условий местности, времени года и циркуляционных процессов атмосферы, температуры воздуха, состояния почвы и т.д.
Влажность воздуха характеризуется следующими основными величинами: упругостью водяного пара (парциальным давлением), относительной влажностью и недостатком насыщения (дефицитом насыщения).
Парциальное давление водяного пара во времени изменяется как и температура, наименьших значений достигает в зимнее время (в январе), наибольших - в летний сезон (в июле).
Суточный ход парциального давления зимой выражен слабо и аналогичен суточному ходу температуры воздуха. В теплое время в период наибольшего развития турбулентности, парциальное давление в течение суток имеет два минимума (перед восходом солнца и днем) и два максимума (утром в 8-9 часов и вечером, перед заходом солнца).
Относительная влажность воздуха в пространстве меняется в широких пределах. Наибольший интерес представляет относительная влажность в 13 часов, когда ее значение близко к минимуму, так как она до некоторой степени может характеризовать испарение, которое бывает наиболее интенсивным в дневное время. На всей территории Якутии, за исключением островов и прибрежных районов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, наиболее высокая относительная влажность воздуха наблюдается зимой, наименьшая - в начале лета.
Число дней с относительной влажностью воздуха, равной 30% и ниже, на территории Республики колеблется в больших пределах: от 1-2 дней в тундровой зоне, до 30-40 дней в центральных районах, в юго-западной части республики - несколько меньше (20-30 дней). Большое число дней с относительной влажностью 30% и ниже наблюдается в районе Верхоянска (23 дня) и особенно в котловинах Оймяконского нагорья и Нерского плоскогорья (около 30 дней). В горных районах распределение числа дней с относительной влажностью 30% и ниже более сложное, что связано с разнообразными формами рельефа, различными высотами над уровнем миря и другими факторами.
Дефицит насыщения воздуха водяным паром в зимний сезон в соответствии с высокой относительной влажностью и низкими температурами является минимальным. В июле дефицит насыщения достигает максимума.
Осадки являются одним из показателей режима увлажнения. На территории Якутии количество выпадающих осадков и их распределение как во времени, так и в пространстве стоит в тесной связи с географическим положением и атмосферными процессами.
Благодаря резко выраженному антициклональному режиму погоды в холодный период зима на большей части территории Якутии сухая и малоснежная, Как летом, так и зимой наиболее интенсивная циклоническая деятельность характерна для западной и южной частей территории. Под влиянием горных хребтов, плоскогорий, впадин (котловин) и низменностей происходит перераспределение осадков по территории. Количество осадков увеличивается на наветренных склонах и уменьшается на подветренных. Заметное уменьшение осадков происходит на островах и побережьях морей.
В отдельные годы количество выпадающих осадков может сильно отличаться от средних многолетних значений.
Наблюдаемая пятнистость в распределении осадков на территории Якутии связана со сложным устройством поверхности. Как правило, на возвышенных местах осадки увеличиваются, а в пониженных местах уменьшаются, Влияние наветренных склонов распространяется и на прилегающую равнину, поэтому увеличение осадков иногда начинается еще до подъема местности. С подветренной стороны возвышенностей и горных хребтов наблюдается, наоборот, уменьшение количества выпадающих осадков - возникает так называемая <дождевая тень>. В районах крупных водоемов и речных долин, на плоских морских берегах количество осадков также уменьшается.
Годовой ход повсеместно характеризуется резко выраженным летним максимумом осадков и сухой зимой. Из годового количества выпадающих осадков на холодный период (ноябрь-март) приходится примерно 20-25%, а на теплый (апрель-октябрь) 75-80% годовой суммы. В холодный период количество осадков на большей части территории колеблется в пределах 25-60 миллиметров и только на юго-западе Якутии 65-110 миллиметров, а также на склонах Олёкмо-Чарского и Алданского нагорий, на западных и южных склонах Верхоянского и северо-восточных склонах Момского хребтов и на наветренных склонах хребтов Сунтар-Хаята, Черского, на юге Колымской низменности и Юкагирского плоскогорья.