敦煌境内东有三危山，南有鸣沙山，西面是沙漠，与塔克拉玛干相连，北面是戈壁，与天山余脉相接。南北高，中间低，自西南向东北倾斜，平均海拔不足1200米，市区海拔为1138米。党河冲积扇带和疏勒河冲积平原，构成了敦煌这片内陆平原。一望无际的沙漠和大片绿洲，形成了独特的自然风貌。绿洲区好像一把扇子自西南向东北展开。由于地处内陆，明显的特点是气候干燥，降雨量少，蒸发量大，昼夜温差大，日照时间长。年平均降水量39.9毫米，蒸发量2486毫米，全年日照时数为3246.7小时。这里四季分明，春季温暖多风，夏季酷暑炎热，秋季凉爽，冬季寒冷。年平均气温为9.4℃,月平均最高气温为24.9℃（7月），月平均最低气温为-9.3℃（1月），年平均无霜期142天，敦煌属典型的暖温带干旱性气候。

      敦煌绿洲由党河滋补。发源于祁连山的党河，全长390公里，流域面积1.68万平方公里，年径流量3.28亿立方米，是敦煌重要的水利命脉，是敦煌人民的母亲河。境内除党河外，地面水还有西水沟、东水沟、南湖泉水区，泉水总溢出量为3.14立方米/秒，年径流量9902.3万立方米。

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