降水量的年际变化
降水量的年际变化极不稳定。乌鞘岭降水量多的年份达555.2毫米，最少年份只有231.3毫米，最多年份是最少年份的2倍；松山降水最多的年份达426.5毫米，最少的年份只有143.3毫米，最多年份是最少年份的3倍；其他地区大都相差2倍以上。从历史演变分析降水量趋于减少。乌鞘岭以北地区，20世纪60年代比50年代减少12～13%；70年代又比60年代减少1～3%；乌鞘岭以南地区60年代比50年代减少12～27%，进入70年代后降水增加了4～10%。
雷雨与冰雹
天祝地形复杂，在温暖季节，地方性热力对流非常强烈，往往造成低层与高中层气流的不稳定，以致形成积雨云，或遇冷锋、切变线等天气系统影响，受地形抬升，对流加剧形成的积雨云，产生强烈的雷雨或冰雹。强烈的雷雨天气又往往造成强度很大的降水。
积云和冰雹云常起源于黑峨博掌、雷公山、马牙雪山、毛毛山等高海拔地区。冰雹云在高空气流的推动下，经常向东南方向移动，也有受地形影响而向东、向南移动的。
温度
天祝大部分地区年平均相对湿度小于60%，如松山为55%，乌鞘岭为58%。高山区和林区稍大于其他地区。8、9两月的湿度为全年最大时段，松山、乌鞘岭均在70%左右。
蒸发
天祝的年蒸发量约在1200～1700毫米之间。林区的皇娘娘台是全县蒸发量最小的地区之一，年蒸发量为1209.7毫米，是年降水量的1倍多。干燥多风的松山滩，年蒸发量为1881.9毫米，是年降水量的6.4倍，是全县蒸发量最大的地区。一年中，12～1月蒸发量最小，月蒸发量约在30～60毫米；5～6月蒸发量最大。约在200毫米以上。
五、森林
（一）林业资源
天祝林区属祁连山水源涵养和水土保持林区，共有林业用地22.34万公顷，占全县总面积的31.24%。其中林地18.93万公顷（包括外县管理的2.39万公顷），宜林荒地3.41万公顷。在林地面积中，有乔木林7.26万公顷，占林地面积的38.3%；灌木林11.42万公顷，占林地面积的60.32%；未成林造林地0.26万公顷，占林地面积的1.35%；苗圃地42.7公顷，占林地面积的0.02%。另有四旁树216.19万株。全县森林覆盖率为26.5%，人均有林0.93公顷。
全县活立木蓄积371.48万立方米（不含外县管理数），其中天然林蓄积量为367.71万立方米，占总蓄积量的98.9%；人工林蓄积量为3.77万立方米，占总蓄积量的1.1%。加上四旁树2.6万立方米，户均97立方米，人均18.7立方米。以林龄组分：幼龄林1.7万公顷，蓄积126.44万立方米；中龄林2.44万公顷，蓄积197.95万立方米；成熟林2405.3公顷，蓄积26.06万立方米；疏林和散生林木蓄积21.03万立方米。
天祝因受大陆性气候和高山寒冷气候影响，树种相对贫乏，大致有15科22属37种。天然林乔木树种主要有青海云杉、山杨、白桦、线桦、祁连圆析及少量的细叶云杉、油松、侧析、棘桦、山榆、山杏等；灌森树种有青海杜鹃、烈香杜鹃、头花杜鹃、玻璃杜鹃、瑞香、锦鸡儿、沙棘、甘肃小檗、金腊梅、银腊梅、山柳、高山柳、黄柳、榆叶梅、爬地柏、野樱桃、灰子、丁香、卫茅、花楸等。人工栽培树种以青杨为主，小叶杨、波氏杨、华北落叶松和沙棘次之，还有少量的花椒、果树。
（二）野生动物
祁连山有陆栖脊椎动物229种，其中兽类47种，鸟类169种，两栖爬行类13种，这些动物在天祝县多有分布。
天祝县内属国家保护的一、二类野生动物有40种，其中一类7种，即雪豹、金雕（洁白雕、线头雕）、玉带海雕（黑鹰）、白尾海雕（黄咀雕）、胡兀鹫、斑尾榛鸡（柳鸡）、雉鹑；二类野生动物33种。据武威地区1977年、1978年动物资源调查，天祝县雪豹、雪鸡、蓝马鸡、白臀鹿、马麝、猞猁、石貂、水獭8种野生珍稀动物分布面积为2257.22平方公里。
（三）野生植物
天祝森林植物相当丰富，蕨类植物、被子植物等总计有千余种。
牧草植物有紫花针茅、垂披碱草、双叉细柄茅、异针茅、冰草、紫羊茅、藏异燕麦、早熟禾、垂穗鹅观草等。
林区所产中草药有猪苓、野党参、百合、甘肃贝母、天仙子、黄精、玉竹、骨碎补、金樱子、黄芪、赤芍、羌活、益母草、充蔚子、秦艽、冬虫夏草等。
林副产品资源主要有沙棘、山杏、云杉树皮、桦汁、蘑菇、野玫瑰、草莓等。
第三节自然灾害
天祝县地跨乌鞘岭南北，处青藏、黄土、内蒙古三大高原汇合处，境内高山林立，沟壑纵横，地形复杂，兼有多种气候类型。天气变幻无常，无霜期短，致使境内旱、洪、雹、风、雪、霜冻、病虫等自然灾害频繁，屡屡给人民生命财产造成损失。
一、干旱、冰雹、洪涝
清康熙四十一年（1702年）凉州属（武威、永昌、镇番、古浪、平番-含天祝）大雨雹，伤禾。
清雍正六年（1728年）武威、平番（含天祝）雨、雹、虫害、旱、禾苗尽伤、灾甚。
清乾隆元年（1736年）秋，平番（含天祝）等地雨泽衍期，旱灾，民饥。
清乾隆三年（1738年）武威（含天祝乌鞘岭以北部分地区）等地水灾，冲没田地，民饥。
清乾隆四十五年（1780年）平番（含天祝）、碾伯等地水灾，冲没田亩，禾无收，成重灾，民饥。
清同治六年（1867年）平番（含天祝）大旱，田禾枯焦，农牧业遭灾，兵乱灾厄，使藏族人口由十余万人锐减至千人左右。
清宣统元年（1909年）平番（含天祝）等地大旱，民皆荐饥。
民国十七年（1928年）全省大旱，次年民饥流民载道，饿殍遍野。
民国二十五年（1936年）六月底至七月中旬，永登县（含天祝）两次冰雹，大如鸡卵，庄稼损失甚重。烟花（即罂粟）、麦苗、秋禾打落殆尽，秋夏无收。
民国二十八年（1939年）武威、古浪、永登（含天祝）等地旱、冰雹、洪水严重，民多饥。
1956年，天祝遭受旱、雹、霜冻灾害，其中受旱成灾70906亩，雹灾面积631亩，霜冻面积730亩。
1957年天祝受旱、雹、霜冻灾害。干旱成灾面积134290亩；冰雹灾害面积13415.5亩，主要雹灾区为永丰、安远、华隆、先明等地；霜冻2700亩。
1958年天祝部分地区受旱、雹、霜冻灾害，受灾面积分别为59540亩、1230亩、1030亩。
1959年，岔口驿、华南地区遭冰雹袭击，2682亩粮食作物受灾。
1960年因大旱、风沙、冰雹、霜冻等灾，全县粮油减产甚巨，生活饥馑，疫病蔓延，人口外流严重。
1961年7月15日至31日，全县受暴雨、冰雹袭击，爆发洪水。特别是18日至22日5天，发生巨大山洪3次，最高流量达690立方米/秒，全县（包括古浪地区）有19个公社71个大队受灾，被洪水淹死14人，淹死大畜14头，猪、羊502头（只），冲倒房屋419间，树木1314株，冲走家具2100件、农具147件，被子、衣服335床（件），现金7410元，遭灾农作物面积12.5万余亩。
1963年5月16日至30日，祁连、哈溪等16个公社的126个生产队连续两次突降暴雨，洪水成灾，造成10人死亡，5人重伤，被洪水冲走马、牛、羊、猪共1613头（只）、冲毁房屋404间、公路大桥3座，冲走粮食12957.5公斤、油籽5363.5公斤、清油2292公斤、油渣1572.5公斤、帐篷8顶、大车1辆、衣服196件，还被冲走价值7200元的药品、4500元的商品，4546亩庄稼严重受损。
1964年5月16日至18日哈溪等地发生暴风雨，哈溪雨量47.4毫米，因降水强度大，来势猛，引起山洪暴发，冲毁大桥1座、耕地10015亩、房屋191间、帐篷5顶，冲走牲畜2673头（只）、粮食和油籽20795.5公斤、大车1辆，造成8人死亡，5人受伤。
1971年7月13日，华藏寺一带发生雷雨并继发冰雹，冰雹有大如鸡卵者。几十分钟内，使2700亩农田受灾，1800亩庄稼颗粒无收。
1971年8月底到10月初，连续阴雨，已割或未割庄稼普遍生芽，造成严重减产，翌年春夏县内农民多有外流乞食者。
1973年7月14日至15日，东坪公社发生两次雹灾，降冰雹30-100厘米，洪水冲毁梯田9.5亩、水磨1座，冲走羊7只、树2500余株，受灾粮食作物达12447亩、油籽359亩，分别占播种面积的98.8%和80%。蔬菜、青草均无收。
1974年7月4日打柴沟、岔口驿、乌鞘岭、东大滩等地降雹，打柴沟测出最大冰雹直径达4.5厘米。这次冰雹使41154亩农田受灾，减产九成以上。
1979年6月至7月，天祝境内气候变化急剧，冰雹频繁，全县有11个公社35个大队149个生产队受灾，受灾面积达50848亩。乌鞘岭等公社的20个生产队无收。
1981年农业受干旱、低温、冰雹等自然灾害的侵袭，全县受灾粮油面积189393亩，约减产156.5万余公斤。
1982年全县受干旱、冰雹、风雪等多种自然灾害，死亡牲畜124400头（只），死亡率达19%，产仔成活50%。是建国以来畜牧业损失最大的一年。粮油受灾16万多亩，减产30-50%。县上成立救灾办公室组织救灾。
1985年6月，哈溪双龙由于冰雪融化发生洪水，双龙采金区20多个井口冲毁，直接损失达60万元。
1987年6月11日晨，哈溪双龙沟采金区突降暴雨，继发山洪，淹没井口215个，13人被淹死，直接损失约399.5万元。灾情发生后，国家劳动人事局发出通报，省长贾志杰等前往现场察看灾情。
1988年全县大旱，受灾严重的有西大滩、东大滩、祁连、旦马、东坪、赛什斯、松山等乡，受灾面积97290亩，其中粮食作物56180亩，油料作物21100亩。是年秋安远、打柴沟、华藏寺、石门等乡镇又遭霜冻和冰雹，霜冻受灾面积16600亩；冰雹为害面积12200亩。
二、风雪、霜冻
西汉昭帝始元元年（前86年）夏四月壬寅时晨，大风从甘肃西北起，境内云气赤黄四塞，天雨终日，夜雨落地为黄土。
清康熙五年（1685年）古浪县（含天祝乌鞘岭以北部分地区）大风，旋即天地黑暗，白昼灯烛无光，拔禾，损田。
民国十七年（1928年）古浪县（含天祝乌鞘岭以北部分地区）大风，旋即天地黑暗，白昼灯烛无光，拔禾，损田。
民国二十七年（1938年）四月初一日，大红风黄雾下尘，咫尺人莫相见，大损禾苗，灾重。
民国三十年（1941年）永登等县（含天祝）黑霜杀禾。
民国三十一年（1942年）永登（含天祝）等县黑霜杀稼。
1970年4月中旬至5月下旬发生了4次风雪，积雪日数长达30天，全县在春乏期间损失大牲畜4983头（匹）、小畜85725只。
1976年4月21日至22日，天祝县发生大风雪，松山地区吹散羊54群，牛18群。全县因暴风雪袭击，损失羊3418只，牛786头，马44匹。风雪过后又有大批牲畜死亡，先后共计10050头（只）。
1988年5月9日，大雪。甘新公路乌鞘岭段因雪厚阴断交通，阻挡车辆上千辆，中断时间达20多小时，后经县政府及有关部门组织抢修才得以通车。
三、地震
晋武帝咸宁四年（278年）六月丁未，广武（含永登、含今天祝）地震，甲子又震。
晋惠帝元康五年（295年）六月，金城（含永登、天祝）地震。
晋哀帝隆和元年（362年）夏四月丁丑，凉州（含天祝）地震，浩门（永登河桥一带）山崩，水涌出。
唐穆宗长庆元年（821年）广武（含天祝）地震，冬无雪。
宋宣和七年（1125年）七月已亥，兰州一带北纬36.10，东径103.70（含天祝部分地区）发生地震，震级7级，烈度九度。
元泰定三年（1326年）武威、古浪（含天祝乌鞘岭北部分地区）发生地震，持续几年，损失甚巨。
明洪武十三年（1380年）十一月己酉，庄浪（即后之永登，含天祝）地震。十二月戊申凉州（含今天祝之一部）等地地震。翌年正月己丑、三月壬子地又震。
明正统五年（1440年）十月初一日，永登至天祝发生6.25级地震，烈度为八度。十月十一日屡震，坏城堡、官民庐舍，压死男女200余人，马骡牛羊800余。
明弘治十三年（1500年）十二月丁未，庄浪卫（含天祝）地震。
明正德九年（1514年）十一月庚辰，凉州、永昌、庄浪卫（含天祝）均地震，声如雷。
明万历二十五年（1597年）八月已卯、庄浪卫（含天祝）地震。
清康熙四十九年（1710年）正月初一日，庄浪所（含天祝）部分地区地震。
清光绪十四年（1888年）九月二十九日，景泰附近北纬37.10，东径104.80发生八级地震，烈度为十一度，波及天祝境内。