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位置
湛江市位于我国大陆最南端，濒临南海，南隔琼州海峡与海南岛相望。图为中国大陆最南端徐闻角尾灯塔，中景为琼州海峡，右侧远景为海南岛湛江市位于我国大陆最南端、广东省西南部，东经109°31′~110°55′，北纬20°12′~21°35′，含整个雷州半岛及半岛北部的一部分。东濒南海，南隔琼州海峡与海南省相望;西临北部湾，西北与广西的合浦、博白、陆川县毗邻，东北与茂名市的茂南区和电白、化州市接壤。市区位于雷州半岛东北部，东经110°10′~110°39′，北纬20°51′~21°12′。湛江是粤、桂、琼3省通衢的战略要地，大西南的主要出海口，也是我国大陆通往东南亚、非洲、欧洲和大洋洲海上航道最短的重要口岸。在北部湾经济圈、亚太经济圈中具有重要的战略地位。
面积
全市总面积12471平方公里。其中，市区1460平方公里，吴川市848.5平方公里，徐闻县1862.6平方公里，雷州市3459平方公里，遂溪县2005.4平方公里，廉江市2835平方公里。
地貌
湛江的陆地大部分由半岛和岛屿组成，多为海拔100米以下的台阶地。全市总面积中，平原占66.0%，丘陵占30.6%，山区占3.4%。
一、北部低丘陵区
地势最高为廉江市北部、西北部，以海拔80~250米的低丘陵为主，有湛江最高点双峰嶂(海拔380米)与数十座100~300米的峰岭并排，形成一道屏障。其余山地多呈扁馒头形小山丘，沟谷较宽，丘陵疏矮，起伏不大，坡度8~15度，相对高度在30米以下，海拔高度在50~100米之间，少数达150米。丘陵渐靠河谷，亦渐为低矮。其中穿插的沟谷，切割明显。
二、半岛缓坡台地
三面临海，台地略有起伏，无明显峰谷，地势较平缓，坡度3~5度。在大片缓坡地之间有水田、小溪或冲刷沟等切割。以火山喷发遗迹的小山较高，地势向四周逐渐变低。较高的山岭有螺岗岭(海拔223米)、仕礼岭(海拔226米)、石卯岭(海拔259米)、石板岭(海拔245米)。螺岗岭以南地势平缓，东西部皆为台地，台顶平坦，周边较陡。
三、沿海平原区
以河流冲积的滨海平原为主，部分为滨海台地，地势平缓，起伏极微，坡度1~4度。滨海平原海拔0.8~3米。区内河流纵横交错。
山脉
湛江较大的山主要分布在廉江市北部，其中双峰嶂(铜鼓嶂)海拔382米，为湛江市最高点;海拔300米以上的山还有仙人嶂、婆髻峰、高佬顶峰、蜘蛛峰、竹篙晒网峰等，均分布在廉江市内。雷州半岛山脉，大多数由于喜马拉雅造山运动影响，地下玄武岩浆喷出地表形成，其中雷北火山群分布于螺岗岭、双髻岭、笔架岭、交椅岭、湖光岩等12处，雷南火山群分布于石峁岭、石板岭等30余处，擎雷山为雷州名山，古籍称为“雷州半岛之脊”。分布于市区的山有龙水岭、交椅岭、克初岭、东坡岭、尖山岭、三岭山、笔架山等，均为小山岭，以位于坡头区与吴川市交界的尖山岭为最高点，海拔172米。
水系
湛江境内流域面积100平方公里以上的干支流共40条，其中独流入海的22条。较大的江河有鉴江、九洲江、南渡河等，其中:鉴江源于广东省信宜县南开大山南麓，向南流经吴川市注入南海，吴川市境内长46.3公里，流域面积770平方公里，最窄处324米，最宽处达1100米，为本市最大的河流;九洲江源于广西壮族自治区陆川县，向西南流经廉江市注入北部湾，廉江市境内长89公里，流域面积2137平方公里;南渡河源于遂溪县坡仔，向南流经雷州市注入雷州湾，干流全长97公里，流域面积1444平方公里。流经市区的河流有城月河、通明河、旧县河、南桥河、文保河、麻斜河等，均为小河流。地表水资源较缺，全市多年平均地表径流量75.77亿立方米，客水径流量88.81亿立方米，共164.58亿立方米，人均3777立方米，耕地亩均3141立方米。地下水资源丰富，雷州半岛与海南岛北部同属雷琼自流水盆地，汇水量大，水质良好;以市区为主体的半岛东北部，有目前全国面积最大、热流体储量最大的低温地热田，储集大量温度在33~46℃之间的热矿水，绝大部分达到生活用水标准，并发现52处一项或多项元素达到我国饮用矿泉水标准的热矿水。麻章区月岭泉、农场大泉，遂溪县牛鼻泉、司马塘大泉、东坡岭大泉，雷州市湖仔大泉、英岩石大泉，徐闻县军湖龙泉、附城稀饭锅大泉，廉江市竹寨温泉等，是市内名泉。
土壤
湛江土壤类型齐全，既有热带土壤基本类型，也有滨海地带土壤分布，共有赤红壤、砖红壤、滨海沙土、滨海盐渍沼泽土、滨海盐土、潮沙泥土、沼泽土、火山灰土、菜园土、水稻土等10个土类，以红壤居多，湛江因此有“红土地”之称。其分布大体是北纬20°40′以南地区为砖红壤，占土地总面积一半以上，是本市最主要的土壤类型;北纬20°40′以北地区为赤红壤;沿海地区为海滨沙土、滨海盐渍沼泽土和滨海盐土;九洲江和鉴江沿岸两侧为潮沙泥土。湛江大面积覆盖火山灰，土层深厚，土地肥沃，为发展农林业提供了有利条件。
气候
一、年气候特征
湛江地处北回归线以南的低纬地区，属热带和亚热带季风气候，终年受海洋气候调节，冬无严寒，夏无酷暑。年平均气温23℃，年平均雨量1417~1802毫米。4~9月为多雨季节，8月雨量最多;10~3月雨量较少，常有旱情出现。夏秋之间热带风暴和台风较为频繁。年平均日照时数1817~2106小时，年≥10℃积温8309~8519℃。低压、热带风暴、台风登陆影响频繁。据建国后的统计，从1951~1990年40年间，登陆和影响本市的7级以上台风82个，每年平均2.05个;雷暴日数多，年均雷暴日85~108天。
二、四季气候特征
按照平均气温10℃以下为冬季、22℃以上为夏季、10~22℃之间为春秋季的标准，湛江市从4月上旬至11月上旬为夏季，11月中旬至4月上旬为秋季和春季。今按通常习惯，把3~4月、5~9月、10~11月、12~次年2月分别划为春夏秋冬四季。
(一)春季气候特征
冬、夏季风转换过渡期，东北季风减弱，东南季风增强，主要盛行偏东风;湿度大，云雾多，光照少，相对湿度在80%以上;当冷暖空气相持于华南沿海时，往往春雨绵绵，常有低温阴雨天气出现，雨季来迟之年，常见春旱;强对流天气开始活跃，历年中出现的冰雹，80%出现在本季度。
(二)夏季气候特征
主要盛行东南风;热带风暴、台风是主要灾害性天气，全年登陆及影响本市的热带风暴、台风，在本季度占86%;暴雨频繁，市区本季暴雨出现次数占全年出现总次数77%，主要是前汛期(5~6月)锋面暴雨及后汛期(8~9月)台风暴雨;气候炎热，年极端高温出现于本季，为37.4~38.8℃;强对流天气旺盛，往往午后雷雨交加，有时伴有龙卷风、大风及冰雹，雷暴日占全年出现总次数81~86%。
(三)秋季气候特征
逐渐转受大陆性干冷气团控制，东北季风转强，主要风向由偏东风逐渐转偏北风;干燥、少雨、晴天多，最小相对湿度11~26%，雨量占全年雨量7~15%;在冷空气和晚秋台风影响下，有29~53%年份出现3~5天寒露风天气;在晚秋台风少及秋台风雨量不充沛时，常生秋旱。
(四)冬季气候特征
冷空气活动频繁，主要盛行偏北风;初冬(12月至次年1月)干冷多晴天，极端低温各地为-1.4~3.0℃，偶有霜冻出现;晚冬(2月)湿冷多阴雨，常有低温阴雨天气。
海岸带
全市各县(市、区)均面临海洋，海岸线长达1243.7公里，占广东省海岸线的46%，其中徐闻县372公里，遂溪县14.5公里，廉江市75公里，吴川市48公里，雷州市406公里。港湾密布，全市有港湾101处，较大的有湛江港湾，海域面积1419平方公里;雷州湾，海域面积900平方公里。全市滩涂面积1486万亩，占全国的5%，占全省的48%。沿海有岛屿30多个(不含沙洲、礁石)，其中有居民住的12个。较大的岛屿均分布在市区沿海。最大的是东海岛，面积286平方公里，岸线长126公里，有水深26-40米的深水岸线6.5公里;还有南三岛，面积123.4平方公里，岸线93.89公里;硇洲岛，面积53平方公里，岸线43.99公里;东头山岛，面积4.08平方公里，岸线9.54公里;特呈岛，面积3.6平方公里，岸线7.44公里;调顺岛，面积3.5平方公里，已与陆地连成一片;此外，有徐闻的新寮岛，面积39平方公里，岸线35.5公里。沿海有经济鱼类520余种、虾类28种、贝类547种。盛产原盐，为全省主要产盐区。北部湾沿海大陆架有丰富的油气聚集，设在湛江的中国南海西部石油公司已从勘探进入开发。
潮汐
除徐闻海安港为不正规日潮以外，其余港湾均属不正规半日潮，每一太阳日有两次高潮出现，潮差较大，达4~6米。湛江港大潮平均高潮位4.33米，最低潮位0.65米，平均低潮位2.04米，平均潮差0.57米，最高潮位7.09米(1980年7月22日)。海安港最高潮位3.06米，平均高潮位1.77米，平均低潮位0.55米，平均潮差0.82米，最低潮位0.09米。