罗布泊是塔里木盆地众多地表水和地下水的最终归宿,汇水面积1.44×1010km2,洼地面积1.2×104km2,盐湖面积5500km2,湖面海拔780m。在20世纪50年代初,塔里木河、孔雀河和车尔臣河都曾经注入罗布泊;
还有发源自阿尔金山的米兰河、若羌河、瓦石峡河等河流也曾经流入洼地。从20世纪70年代以来,因修筑水库而截流和气候干旱趋势继续加强,最终河水断流。现在罗布泊已经是一个巨大而没有湖表卤水的干盐湖,湖表被盐壳所覆盖。
湖盆周围是沙丘、戈壁或风蚀地形,气候干旱,年平均气温10℃,1月平均气温-9.5℃,最低气温-30℃;7月平均气温26.3℃,地面气温可高达70℃,年降水量不足20mm,年蒸发量3200-3600mm;大多刮东北风,平均风速6m/s,是一个变化多端的大陆性干旱气候区。
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