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La temperatura è tipicamente mediterranea, senza notevoli sbalzi termici, né tra il giorno e la notte, né tra le diverse stagioni. Da una temperatura media in gennaio di circa 12° C, si passa in piena stagione estiva ad una temperatura media attorno ai 25° C. È utile sapere che l’andamento della escursione termica, tra l’estate e l’autunno decresce in modo molto più attenuato di quanto non salga nel periodo tra la primavera e l’estate. Conseguentemente, appare giustificato affermare che nell’Isola di San Pietro si hanno generalmente autunni molto miti e primavere, anche inoltrate, abbastanza fresche. (tavola delle temperature dal 1980 al 1985)

Raramente, tuttavia, si raggiungono temperature intorno allo zero termico.  A questo proposito, a titolo di curiosità statistica, vengono proposti alcuni valori estremi dell’ultimo ventennio (al 2007): la temperatura minima registrata (dal 1900 ad oggi) è stata di 1° C il 9 gennaio 1985, mentre la temperatura massima si è registrata il 15 agosto 2003; la colonnina di mercurio si è fermata a 39.1° C all’ombra. (valori estremi relative alle temperature dal 1980 al 1990)

Per quanto riguarda l’umidità relativa dell’aria, c’è da constatare che la frequente ventilazione tiene i valori su livelli medi, ma non facilita la formazione di nebbie o foschie molto intense, pertanto i valori dell’umidità, nel corso dell’anno, oscillano mediamente tra 40% e 50%;  i valori più rilevanti si riscontrano in coincidenza con venti sciroccali, mentre quelli più bassi si hanno con venti dai quadranti settentrionali, di norma molto secchi.

La piovosità sull’isola di San Pietro è tutt’altro che cospicua. Agli oltre 1000 mm di pioggia che mediamente precipitano nel Sulcis-Iglesiente in un anno, sull’isola di San Pietro, distante in linea d’aria dalla zona sopra citata appena venti chilometri, si raccolgono circa 450 mm di pioggia, valore medio dall’inizio del secolo ad oggi (anno 2007) di poco superiore alla città di Tunisi (415 mm), inferiore all'isola di Malta (504 mm), Palermo, Siracusa rispettivamente con 749 e 613 mm.

Ad annate piovose all’eccesso (616 mm di pioggia caduti nel 1963) fanno riscontro periodi di siccità prolungata e dannosa (202 mm è il totale dell’acqua raccolta nel 1981). (tabella delle precipitazioni annuali dal 1969 al 1995)

La causa di ciò è da attribuire, quasi certamente, alla differente formazione orografica del territorio. Sul massiccio montuoso del Sulcis si formano delle depressioni in cui vanno a addensarsi la maggior parte delle perturbazioni che transitano in queste zone.

Il periodo di piovosità più accentuato avviene durante i mesi di novembre e dicembre, con 35 giorni di pioggia, mentre non di rado si ha siccità pressoché totale da maggio a settembre, con appena 5 giorni piovosi. Inoltre sarà utile sapere che a Carloforte si hanno circa 250 giorni sereni o poco nuvolosi, e 85 giornate piovose.

A causa delle scarse piogge, l'isola di San Pietro presenta un indice di umidità del terreno minimo rispetto a tutte le altre località sarde, così come è la zona meno piovosa di tutta la Provincia. Tale fenomeno è da attribuire alla diffusa impermeabilità del suolo che favorisce una idrografia superficiale, impedendo la formazione di falde sotteranee di qualche importanza.

L'unica sorgente di un certo rilievo è quella di Nasca, la cui acqua è raccolta in un bacino. Non vi sono fiumi o torrenti perenni a causa proprio del rilievo e della scarsità delle piogge, ma solo corsi d'acqua invernali.