一、气候变迁
黑龙江省地处温带、寒温带大陆性季风气候地带。在整个旧石器时代，黑龙江地区和世界各地一样处于几次冰期阶段。人类活动和冰川活动有着直接的关系：冰川期间地球上气候骤然变冷，人类纷纷移往温暖地区。间冰期，气候趋于温和，人类北移。旧石器时代晚期的“哈尔滨人”，恰好是地质史上的更新世晚期。这时，最后一次冰河刚刚向北退去，大地变得暖和起来，人类也随着气候的变化，由温暖的南方迁往黑龙江地区。
地球进入全新世，最后一次冰期结束了。人类由旧石器时代通过中石器时代进入新石器时代。由于气候转暖，冰川溶解，江河湖海水位猛增，太平洋上涨了百余米，原来连接欧美大陆的白令陆桥变成了海峡，对马、津轻海峡也是这时形成的，陆地上江河的水量也比现在充沛，鱼类资源丰富，人类活动也更频繁起来。新开流、昂昂溪文化时期黑龙江地区的气候比现在要温和，已经比较适于人类居住。人们居住在江河湖边，主要过着渔猎经济为主的原始母系氏族社会生活。
商周时代，黑龙江地区的气温仍然比较温和。文献记载汉代“挹娄在夫余东北千余里，滨大海，南与北沃沮接，不知其北所极，……土气寒，剧于夫余”。汉代夫余人主要居住在以松花江大曲折为中心的松嫩平原，这里比起远在千里的三江平原当然要暖和。而挹娄人居住在的三江平原直到日本海的广大地区却是“土气寒，剧于夫余”。
南北朝时，夫余人退出了松嫩平原，从大兴安岭南下的一支鲜卑人占据了嫩江中下游。这支人就是史书上乌洛侯人。《魏书·乌洛侯传》摘要地记载了嫩江中下游一带的气候特征是“其地下湿，多雾气而寒”。今日嫩江中下游，尤其是乌裕尔河下游一带，多沼泽草甸、低洼（“乌裕尔”即满语“低洼地”之意）泥泞。看来，1 500多年以前，其自然景观和现在非常接近，“其地下湿”恰如其分地描述了嫩江中下游，包括了今齐齐哈尔为中心一带地区的景观。“多雾气而寒”则描述了它的气候特征。
渤海时期的气温温和。据《新唐书·渤海传》中记载渤海的特产中有“卢州之稻”和“龙州之绸”，按此推算当时的气候，说明当时黑龙江中下游、松花江下游一带的气温比较温和。
进入辽金，有关黑龙江地区气候的文献记载比较多了。种种迹象表明，当时黑龙江一带气候比较寒冷。
辽代末年，黑龙江地区比较寒冷。其中辽咸雍十年九月中旬（1074年10月中旬），天还下雨，地下刚刚结冰。而辽咸雍八年（1072年），刚刚10月，湖已结冰。可见，1072年比1074年要稍冷。而“阿骨打之十五年［宋政和六年即辽天庆六年（1116年）］春正月是年北方寒甚，裂肤堕指多有死者”。公元1116年是金国建国后的第二年，天气寒冷，正月冻裂皮肤，冻掉手指甚至还冻死不少人。
金代中期，黑龙江地区气候比现在严寒。对金代黑龙江地区季节的变化，当时久居黑龙江地区的宋代使臣洪皓有过记载“冷山距金主所都仅百里，地苦寒，八月已雪，穴居百家”。据考，冷山应在今五常市韦河境内。金代这里是4月草生，8月已雪。而今天却是3月草已发芽，9 月才能降雪。气候显然比金代温和。
元代，黑龙江地区的气候仍然寒冷。元以后，明代天气变得干旱炎热，土地碱化，湖泊或消失，或缩小，或碱化。
清初，气候比今日寒冷。清康熙末年，气候开始暖和起来。
近代气候总的在逐渐变暖，年平均气温略成上升趋势，变化过程大致为：1918年以前为冷期，1919～1955年为暖期，其中30年代偏冷；1956～1972年为冷期；1973年以来气候较暖，冬季尤为突出，具有全省的一致性，特别是北部更为明显。
二、气候特征
黑龙江省属于寒温带季风气候，年平均气温一般比同纬度其他地区低5℃～8℃，大致与偏北6～10个纬度的纬圈平均气温相当。气候特征是冬长夏短，四季分明。春秋季时间较短。夏季凉爽宜人，午晚温差大。冬季气温偏低。年平均气温从北向东南由-5℃～4℃，全年有5个月平均气温在0℃以下。最冷的1月份平均气温，从北向东南由-30.9℃，逐渐上升至-14.7℃；最热的月份为7月，平均气温从北往东南由16℃逐渐升到23℃。
春季（3～5月）是冬夏的过渡季节，气温回升快，降水少，大风多，空气干燥，天气多变，气温变幅大，平均日较差为11℃～18℃，4月最大可达29.1℃，为全年之冠。气温月际变化强烈，一般在10℃左右。4月，全省平均气温在0℃～6℃之间，从南向北递减。4月中旬，日平均气温稳定通过0℃，4月末，稳定通过5℃，5月末，日平均气温多在10℃以上。春季降水量50～90毫米，西南角多不足40毫米，五营、尚志一带在100毫米左右。季内风速最大，4～5月最大风速一般为20～30米/秒，松嫩平原和三江平原的最大风速可达40米/秒左右。大风日数为15天左右，占全年大风日数的75%。季平均风速为3～6米/秒，平原大于山地。大部地区终霜期在5月中、下旬，漠河一带在6月上旬，东南部在5月上旬，西南部的泰来等地早在4月中、下旬。年际变幅较大，有时可比常年提早或延后15天左右。
夏季（6～8月）气候温热，雨量充沛，有利于农业生产。7月（代表夏季）全省平均气温为18℃～22℃，高温中心泰来高达23.4℃。两大平原区多在22℃左右，大兴安岭北端在18℃上下。7月份，全省平均最高气温为27℃左右。南北相差不到3℃。日最高气温大于等于30℃的日数多在10～15天，松嫩平原区在15天以上，三江平原区为10～15天，最北部不足10天。气温月际差异很小，一般只有2℃左右，为各季最小。气温日较差多为9℃～15℃。夏季降水量多在300～400毫米之间。中部山地超过400毫米，松嫩平原南部和三江平原北部地区稍少于300毫米，大兴安岭北部林区在260毫米左右。降水日数全省平均为45天左右，两大平原区不足40天。降水强度不大，平均暴雨日数1～2天，特大暴雨少见。一般暴雨多出现在山区及丘陵地带，易造成山洪或水涝之患。
秋季（9～10月）是从夏到冬的过渡季节，因受北方冷空气影响最早，气候早寒。气旋（亦称“低气压”）活动次数仅次于春季，天气冷暖多变，每当冷锋（大气中分隔冷暖气团的狭窄过渡带为锋。冷锋是向暖气团方向移动的锋）过后，气温急剧下降。10月下旬，全省日平均气温稳定降到0℃以下。气温月际变化幅度在10℃左右。10月（代表秋季）全省平均气温在-3℃～5℃之间，南高北低，平原区高于山区。初霜早临，大兴安岭北部9月上旬出现，松嫩平原南半部和三江平原在9月末，其他地区多在9月中旬。入秋后，降水量显著减少，但多于春季。全省降水量空间差异较大，东部边缘地带最多，达130毫米左右，向西递减，三江平原区在100毫米以上，松嫩平原区在90毫米上下，泰来不足60毫米。全省降水日数平均在20天左右，山地和三江平原多于20天，松嫩平原少于20天。秋季风速较大，仅次于春季，平均风速为2.5～4.5 米/秒。风向以偏南为主，偏北风向次多。
冬季（11～2月）在干冷的极地大陆气团控制之下，气温甚低，降水极少，气候严寒、干燥长达4个多月。1月最冷，平均气温在-30℃～-18℃之间，三江平原在-20℃左右，松嫩平原区介于-24℃～-18℃之间，东南山地为-20℃～-18℃，北部山地偏低，漠河一带平均气温最低为-30.9℃。1 月全省平均最低气温在-30℃左右，小于等于-30℃日数在10～90天之间，漠河长达94天，为全国最冷地区。松嫩平原多在20天左右，三江平原大部为10天左右。小于等于-40℃天气多出现在小兴安岭山地以北地区，平均10天左右，漠河最多为25天。冬季降水（雪）总量20毫米左右， 西南部只有10毫米左右。降雪日数一般介于20～30天之间。冬季大部地区盛行西北风，西南地区多西南风，风速很小，有时出现暴风雪天气。
三、气候要素
（一）气温
黑龙江省是全国气温最低的省份。一月平均气温-30.9℃～-14.7℃，极端最低气温，北部漠河曾达到-52.3℃，为全国最低纪录。夏季普遍高温，平均气温在18℃左右，极端最高气温达41.6℃。年平均气温平原高于山地，南部高于北部。北部大兴安岭年平均气温在-4℃以下，东宁一带达4℃以上。无霜期多在100～160天之间，平原长于山地，南部长于北部，北部的大兴安岭地区无霜期只有80～90天，而松嫩平原西南部和三江平原大部分地区无霜期超过140天，泰来最长，超过170天。全省≥0℃积温平均值在2 000℃～3 200℃，大部分农业区介于2 800℃～3 200℃之间；≥10℃积温多介于2 000℃～2 800℃，大兴安岭腹地不足1 600℃，西南部的泰来、肇源等地多达2 800℃以上。
（二）降水
黑龙江省的降水表现出明显的季风性特征。夏季受东南季风的影响，降水充沛，占全年降水量的65%左右；冬季在干冷西北风控制下，干燥少雪，仅占全年降水量的5%；春秋分别占13%和17%左右。1月份最少，7月份最多。年平均降水量等值线大致与经线平行，这说明南北降水量差异不明显，东西差异明显。降水量从西向东增加，西部平原区仅400～450毫米，东部山前台地在500毫米左右，东部山地在500～600毫米。山地降水量大于平原，迎风坡大于背风坡， 因此，降水量分布极不均衡。小兴安岭和张广才岭地区年平均降水量550～650毫米，在小兴安岭南部伊春附近及东南部山地尚志市形成多雨中心，降水量在650毫米以上。西部松嫩平原降水量只有400～450毫米，肇源西部、泰来和杜尔伯特蒙古族自治县在400毫米以下，形成少雨中心。降水日数的分布差异较大。松嫩平原地区在100天以下，其中多数在80～90天，个别地区80 天以下。杜蒙（76.7天）、泰来（73.1天）、龙江（79天）为黑龙江省降水日数最少地区。兴安山地与东部山地多数在110天以上。五营（149.2天）、伊春（137.7天）是黑龙江省降水日数最多地区。降水日数的分布与降水量分布基本是一致的。
（三）湿度
黑龙江省年平均水汽压为6～8百帕。松花江流域和东南大部地区在8百帕左右，向西北逐渐减小，加格达奇以北山地多不足6百帕。一年内1月份水汽压最小，7月份最大。全省年平均相对湿度为60%～70%，其空间分布与降水量相似，呈经向分布。中、东部山地最大，在70%以上，西南部最小，多不足65%。年内变化夏季最大，在70%～80%之间，春季最小，为37%～68%，各地不等。
（四）气压和风
黑龙江省年平均气压为970～1 000百帕。受地形影响，山区气压较低，平原、河流沿岸气压较高。三江平原、松花江和黑龙江中、下游沿岸地带多在1 000百帕以上，松嫩平原次之，大兴安岭北部不足970百帕。一年内冬季气压较高，夏季气压偏低。
黑龙江省年平均风速大部分地区在3～4米／秒，松嫩平原西部在4米／秒以上，牡丹江一带及呼玛以北在3米／秒以下，山地区大部分在4米／秒以下，平原风速大于山区风速。风速季节变化大，一年之中春季风速最大，平原风速3～5米／秒，安达一带最大风速达40米／秒。大风日数也最多，占全年大风日数的40%以上。夏季风速则最小，如7月份风速仅2～4米／秒；冬季平均风速略大于秋季。全年大风日数绝大部分地区在20天以上，个别地区在20天以下，松花江谷地的佳木斯、依兰在50天以上，为黑龙江省大风日数最多的地区。
黑龙江省内全年盛行偏西风，松花江右岸地区盛行西南风，西部与北部盛行西北风。冬季多西北风，控制时间长达9个月（9月到翌年5月），属于西北季风；夏季南部多南风，属于东南季风，控制时间5～9月；东北部盛行东北风，属东北季风，控制时间6～8月。春秋风向相似， 南部与中部多西南风，北部多西北风。
（五）云量、日照、蒸发
黑龙江省年平均总云量在4.5～5.5之间。松嫩平原较少，小兴安岭南端和东南山地较多，北部漠河一带最多。一年中冬季最少，夏季最多，春、秋季居中。
全省年可照时数为4 443～4 470小时，年实照时数在2 300～2 900小时之间，为可照时数的55%～70%。夏季日照时数在700小时以上，为全年最高季节，而日照百分率（以7月为代表）是一年中最低季节，仅55%左右；冬季日照时数是一年中最小的季节，绝大多数地区在500小时以上；春秋界于冬夏之间，春季（700～800小时）大于秋季（600小时左右）。日照时数松嫩平原西部最高可达2 600～2 800小时，日照百分率59%～70%，泰来、安达等地在2 800小时以上。北部山地在2 400小时以下，五营仅2 268.5小时，日照55%以下。
全省年平均蒸发量在900～1 800毫米，由南向北递减。最大蒸发量在松嫩平原南部，大于1 600 毫米。大兴安岭山地蒸发量小，其值小于1 000毫米，小兴安岭山地一般约1 000～1 100毫米。大部分地区蒸发量在1 200～1 500毫米之间。全年以冬季蒸发量最小，1月份仅3～22毫米。春季各地气温迅速升高，风力增大，蒸发量较大，全省在80～370毫米之间。春季由于风大，气温高，其蒸发量远远超过秋季。夏季气温高，是全年蒸发量最大的季节，蒸发量小的大兴安岭山地也在120毫米以上。
四、气候区划
黑龙江省可划分为七个气候区，即大兴安岭寒冷湿润区，黑河冷凉半湿润区，小兴安岭温凉湿润区，克山、拜泉丘陵及三江平原温和半湿润区，牡丹江半山区温热半湿润区和松嫩平原温热半干旱区和泰来温热干旱区。全省除北部大兴安岭高寒地区外，大部分属温带季风气候区。
大兴安岭寒冷湿润区是黑龙江省最冷的地区。年平均气温在-4.9℃～-1.4℃≥10℃，积温1 600℃～1 900℃。年降水量400～470毫米，无霜期不足100天，是全国无霜期最短地区。有永冻层，季节冻土深达3米左右。年日照时数2 400～2 600小时。年平均风速2米/秒左右。
黑河冷凉半湿润区位于小兴安岭北部和大兴安岭东北坡。年平均气温-0.4℃～-2.0℃ ≥10℃，积温2 000℃～2 200℃。无霜期100天左右。年降水量450～500毫米。年日照时数2 600小时左右。年平均风速约3米/秒。
小兴安岭温凉湿润区位于小兴安岭南半部山地。年平均气温在±1℃之间。≥10℃积温2 300℃。无霜期110天左右。年降水量550～600毫米，为全省最多。年日照时数2 300～2 600小时。年平均风速3米/秒左右。
克山、拜泉丘陵及三江平原温和半湿润区大部为丘陵、平原，地形较复杂。年平均气温多介于2℃～3℃之间。≥10℃积温2 400℃～2 600℃。无霜期120～150天。年降水量500～560毫米，年日照时数2 400～2 700小时。年平均风速3～4米/秒。
牡丹江半山区温热半湿润区位于东南部。年平均气温2 . 5 ℃～ 3 . 5 ℃ 居多。≥ 1 0 ℃ 积温2 600℃～2 700℃。无霜期130天左右。年降水量500～600毫米，年日照时数2 500～2 600小时。年平均风速3米/秒左右。
松嫩平源温热半干旱区大部年平均气温3℃左右。≥10℃积温2 700℃左右。无霜期140天左右。年日照时数2 600～2 800小时。年降水量400～500毫米，年平均风速4米/秒左右。
泰来温热干旱区是全省气温最高区，降水量最少区域。年平均气温4℃左右。≥10℃积温2 800℃左右。年降水量400毫米左右。无霜期150～170天。年日照数2 800～2 900小时。年平均风速为4米/秒左右。
