山海经中称吐鲁番火焰山为炎火之山，真是切合。这个夏天最高温度可以达到摄氏47.8度，地面最高温度超出摄氏70度上下。新疆吐鲁番属典型性的大陆性干旱荒漠气候。尽管年平均气温仅有14.5摄氏度，但超出35摄氏度的天数却在100天上下，38摄氏度以上的炎热气温也在40天上下。多年测出的绝对最高温度为49.6摄氏度（1975年7月13日），而地面温度能超出83.3摄氏度，是名符其实的我国热极。
吐鲁番火焰山为何这样热。长期以来有几种观点。头一类观点来源于吴承恩，他觉得吐鲁番火焰山的产生是孙悟空大闹天宫时，自太上老君炼丹炉出来蹬掉几块带有余火的砖，砖落入人世间产生的。当然了，这是传说，但很多读者对于此事坚信不疑。也是有一类观点觉得，吐鲁番火焰山的火来源于地底煤层的自燃。有专家学者在实地考察吐鲁番火焰山时曾发现，这地区在历史上确实经历过烈火熊熊的时候。原因是构成山体的地质构造中带有煤层。当中有的煤层厚达11米，它们曾产生过自燃，近地面偏厚的早已自燃殆尽，并且还能够看到燃烧后留下来的暗紫色结疤。
有关吐鲁番火焰山曾是一片火海，史书上也是有记述。王延德的高昌行记说，北庭北山（即吐鲁番火焰山），山中经常出现烟气涌起，而无云雾。至夕火苗若炬火，照见禽鼠皆赤。而当唐代著名边塞诗人岑参初次经过吐鲁番火焰山的时候，也曾作诗经火山：火山今始见，突兀蒲昌东。赤焰烧虏云，炎氛蒸塞空。不知阴阳炭，何独燃此中。我来严冬时，山下多炎风。人尽尽皆汗流，孰知造化功。
其实，吐鲁番火焰山的炎热干燥，还归功于此处与众不同的地理环境条件。现实中的吐鲁番火焰山为天山支脉之一，产生于六七千万年前的喜马拉雅造山运动时期。千万年间，地球内部横向运动时留下来的许多条褶皱带和大自然的风蚀雨剥，产生了吐鲁番火焰山起伏的山势和纵横的沟壑。新疆吐鲁番深居内陆，远离海洋，湿润气团无力进入，西来的大西洋水汽又被天山隔绝。加上地形过低，山地与盆地在短距离内高差超出5600米，气流下沉增温产生的焚风效应，促使此处干燥炎热，故素有火洲之称。因为山地外露，草木无覆，戈壁沙漠面积大，日照时间长。
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