撒哈拉沙漠约在500万年之前就以气候型沙漠形式出现 , 即在上新世早期(530万~340万年前) 。自从那时起 , 它就一直经历着干、湿情况的变动 。
水系
有几条河源自撒哈拉沙漠外 , 为沙漠内提供了地面水和地下水 , 并吸收其水系网放出来的水 。尼罗河的主要支流在撒哈拉沙漠汇集 , 河流沿著沙漠东边缘向北流入地中海;有几条河流入撒哈拉沙漠南面的乍得湖 , 还有相当数量的水继续流往东北方向重新灌满该地区的蓄水层;尼日河水在几内亚的富塔贾隆地区上涨 , 流经撒哈拉沙漠西南部然后向南流入海 。从阿特拉斯山脉和利比亚、突尼斯、阿尔及利亚以及摩洛哥的沿海高地流入的溪流和干河床(季节性溪流)提供了额外的水量 。尤其引人注目的是与提贝提斯山脉相关的干河床、湖泊、池塘组成的综合网络 , 以及塔西利-恩-阿耶(Tassili-n-Ajjer)和阿哈加尔山脉的类似网络 , 如塔曼拉基特(Tamanrasset)河 。撒哈拉沙漠的沙丘储有相当数量的雨水 , 沙漠中的各处陡崖有渗水和泉水出现 。
土壤
撒哈拉沙漠的土壤有机物含量低 , 且常常无生物活动 , 尽管在某些地区有固氮菌 。洼地的土壤常含盐 。沙漠边缘上的土壤则含有较集中的有机物质 。
气候
撒哈拉沙漠气候由信风带的南北转换所控制 , 常出现许多极端 。它有世界上最高的蒸发率 , 并且有一连好几年没降雨的最大面积纪录 。气温在海拔高的地方可达到霜冻和冰冻地步 , 而在海拔低处可有世界上最热的天气 。
撒哈拉沙漠由两种气候情势所主宰︰北部是干旱副热带气候 , 南部是干旱热带气候 。干旱副热带气候的特征是每年和每日的气温变化幅度大 , 冷至凉爽的冬季和炎热的夏季至最高的降水量 。年平均日气温的年幅度约20℃(68℉) 。平均冬季气温为13℃(55℉) 。夏季极热 。利比亚的阿济济耶(Al-Aziziyah)最高气温曾达到创纪录的58℃(136℉) 。年降水量为76公釐(3吋) , 虽然降雨变化极大 , 多数降水发生在12~3月期间 。另一降水高潮是8月 , 以雷暴形式为其特征 。这种暴雨可导致巨大的暴洪冲入无降雨现象的区域 。干旱热带气候的特征是随太阳的位置有一个很强的年气温周期;温和干旱的冬季和炎热干旱的季节之后有个反覆多变夏雨 。撒哈拉沙漠干旱热带区域年平均日温差为17.5℃(31.5℉) 。最冷月份平均温度与北部副热带地区基本相同 , 有的时候日温差特别大 , 在北非的黎波里以南的一个气象测站 , 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 , 正可谓白天烈焰 , 晚上冰寒刺骨(虽然-0.6℃并不冷 , 但是温差达到了37.8℃ , 从酷热到酷冷之间的瞬间转换 , 其冷便可想而知) , 至春末夏初很热 , 50℃(122℉)的高温并不稀罕 。虽然干旱热带山丘的降水量全年都很小 , 低地的夏季一次雨量可达最高 。在北部 , 这类降雨多数都是以雷暴方式发生 。年降水量平均约125公釐(5吋) , 中部山丘有时降雪 。沙漠西边缘的冷加那利洋流降低了气温 , 从而减少了对流雨 , 但湿度加大还时而出现雾 。撒哈拉沙漠南部的冬季是吹哈麦丹风期 , 这是带沙和其他小尘粒的干燥东北风 。
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