Арктический и Сибирский антициклоны зимой смыкаются друг с другом в восточной (большей) части зоны. Циклоны сюда почти не проникают. Восточнее рек Хатанги и Нижней Таймыры зима более устойчивая и тихая, менее облачная.
В среднем по тундре зима длится 8 месяцев, заморозки начинаются с середины августа, а кончаются в начале июля. Минимальные среднемесячные температуры бывают в январе, но на побережье самый холодный месяц — часто февраль и даже март.
За холодную часть года, несмотря на ее продолжительность, выпадает осадков меньше, чем за теплую. На западе максимум их доходит до 113 мм, на метеостанции Черная зарегистрировано 91 мм, на востоке (Саскылах) — 21 мм, в Устье Оленька — 62 мм. Падающий снег мелкий и сухой, как пыль, а поэтому очень подвижный.
Снежный покров устанавливается со второй половины сентября на севере, к середине октября на юге, а в горах уже в августе. Сходит он в июне на севере и в мае — на юге. Но в некоторых оврагах и горных долинах снег не успевает стаять за лето. Вода под ним пробивает туннели. К осени же водоток нередко прекращается, не успев разрушить снежный забой.
Нарастание снежного покрова идет медленно. Наибольшей толщины он достигает в январе, а сильные морозы наступают в октябре. При небольшой толщине снежного покрова уже в первую половину зимы грунты сильно промерзают. В результате в восточной части тундры зарегистрирована наиболее мощная в мире многолетняя мерзлота грунтов. В Нордвике и Усть-Порте ее мощность 400–600 м.
Маломощный снежный покров не препятствует животным отыскивать пищу. Поэтому здесь количество животных больше, чем в Западной Сибири, где снежный покров глубже. Тем не менее многие животные откочевывают в кустарниковую тундру и в редколесье, где снег менее плотен, а ветры слабее.
Весна начинается в конце апреля, что знаменуется сменой ветров южных румбов на северные. В отличие от зимы происходит суточная смена дня и ночи с колебанием температуры между днем и ночью. Частые оттепели начинаются в мае, но все же среднемайская температура отрицательна.
Весной (в апреле) облачность относительно небольшая. Сильная освещенность увеличивается в связи с чистотой воздуха, девственной белизной снега и легкой прозрачной облачностью. В это время опасно путешествовать с незащищенными глазами: можно получить тяжелое заболевание. Так, участники Великой Северной экспедиции Дмитрия Стерлегова в 1738 г. были поражены тяжелой болезнью глаз и, пройдя весной от Голь-чихи до мыса, названного теперь Стерлеговым, не смогли продолжать съемку берегов.
Переход от весны к лету постепенный и довольно условный.
Лето в среднем длится два месяца. Только на юге и особенно на юго-западе оно длиннее. Там положительные среднемесячные температуры держатся четыре месяца — с июня по сентябрь с максимальной в июле (в Гольчихе 8,3°, а на юго-востоке — до 12°). На мысе Челюскин наблюдается наиболее низкая среднеиюльская температура зоны +0,8 с абсолютным максимумом +18°.
В приморских и западных районах сентябрь теплее июня, а в центральных и восточных, наоборот, июнь теплее сентября.
Самый длинный безморозный период отмечается для южной части — 65, максимумом до 70 дней в году. На мысе Челюскин безморозный период отсутствует. Вегетационный период длится от 10 дней на полуострове Челюскин до 75–80 в крайней юго-западной части. Это практически исключает всякое земледелие на междуречьях. Только начиная с 30-х годов в долинах крупных рек стали выращивать наиболее морозостойкие огородные культуры.
Облачность в северной и северо-западной частях густая и низкая. Часто идет моросящий дождь. Капли его настолько мелки, что воздух кажется пропитанным водой. Снегопады возможны во все летние месяцы. Они гибельно отражаются на выводках птиц.
Преимущественное направление летних ветров северное, из арктической области высокого давления в область пониженного давления над континентом. Таким образом, обнаруживается муссонный тип ветров. За теплый период выпадает наибольшее количество осадков — от 304 мм в западной части (пос. Черная) до 154 мм в юго-восточной части (пос. Саскылах).
Осень характеризуется изменчивой погодой, частой сменой направления ветров, дождями с мокрым снегом, ночными заморозками.
Три «теплых» времени года практически укладываются в четыре месяца с суммой активных температур (когда среднесуточная выше 10°, т. е. особенно благоприятна для вегетации), не превышающих 400–500°. Большая часть зоны (арктическая тундра) вообще не имеет среднесуточных температур выше 10°.
В связи с низкими температурами воздуха и неглубоким залеганием слоя многолетнемерзлых грунтов для тундры характерны незначительные испарение и транспирация. Даже столь небольшие осадки здесь резко превышают испарение, которое в среднем не бывает больше 50 мм в год. Вся зона относится к избыточно-увлажненной, так как отношение осадков к испарению превышает 1,33 мм (Атлас сельского хозяйства СССР, 1960).
Преобладание атмосферных осадков над испарением и водоупорность мерзлых грунтов создают условия для большой обводненности со значительными коэффициентами стока — до 0,9. Реки многоводны. Повсюду огромное количество озер (они занимают в низменностях до 30 %' площади). Озера соединены с реками. Увлажнение грунтов значительно, хотя поверхностный слой почвы на дренированных повышениях летом нередко высыхает.
Питание рек происходит за счет таяния снега и летних осадков. Питание грунтовыми водами незначительно. Распределение годового стока крайне неравномерно. Например, весенний сток Оленька составляет 66 %, летне-осенний — 33 %, а зимний — за ноябрь — апрель включительно — всего 1 %. На многих же мелких реках зимний сток равен 0, т. е. реки промерзают до дна. Это не относится к Пясине, Нижней Таймыре, Хатанге, Анабару, Оленьку.
Половодья от таяния снега бывают большие и бурные. Это связано с быстрым переходом от зимы к весне. На р. Пясине уровень воды поднимается до 10 м и держится на этой высоте иногда 10 дней, затем начинается постепенный спад. Понижение уровня воды продолжается до осени, но летом от дождей могут быть кратковременные подъемы до 2–3 м. К осени реки сильно мелеют. Многие из них уходят под каменные обломки, заваливающие русла, особенно в горах. Большинство рек замерзает в конце сентября, а самые крупные (Оленёк, Пясина) — в начале октября. Вскрытие — в июне — начале июля.
Длительный ледостав на реках сильно тормозит и ограничивает речное судоходство в тундре.
Прозрачность воды в реках большая при незначительной минерализации. Размеры многих (термокарстовых) озер невелики, глубины малы.
Почти полностью тундровыми реками являются Пясина и Таймыра. Часть бассейнов Хатанги, Анабара и Оленька находится в зоне редколесий. Река Пясина вытекает из одноименного озера, расположенного в лесотундре. Широкой долиной река пересекает Северо-Сибирскую низменность, как бы натыкаясь на крутой уступ Бырранга, поворачивает к западу, а потом каньонообразной долиной прорывает самую узкую часть гор, впадая в Пясинский залив. Общая длина Пясины 820 км, ширина от 250–300 до 1500 м, площадь бассейна 192,2 тыс. кв. км. Наибольшие притоки слева — Ага-па и Пура, справа — Дудыпта, Янгуда, Тарея. В течение 3–3,5 месяцев Пясина судоходна. От всех среднесибирских рек она отличается большими глубинами (до 25 м).
В пределах гор Бырранга начинается и кончается самая северная из крупных рек — Таймыра. Под названием Верхняя Таймыра она течет вдоль южной подошвы гор и впадает в оз. Таймырское. Из озера река вытекает уже под названием Нижней Таймыры (длина 200 км). Ее ширина от 800 до 2500 м между оз. Таймырским и устьем р. Энгельгардт. Ниже Таймыра вступает в каньон шириной 200 м, а в низовье расширяется до 4 км, имеет острова, мели. Скорость течения от 1 до 2–3 м/сек и только у устья —0,2 м/сек. Судоходство ограничено свободным ото льда периодом (в 3 месяца). Притоки Нижней Таймыры — Шренк (длина 330 км), Мамонта и др.
У южной подошвы гор Бырранга, как бы подпруженное ими, раскинулось самое большое, но мелководное озеро Средней Сибири — Таймырское. Его площадь — около 5 тыс. кв. км — сильно меняется в зависимости от колебания уровня, который достигает 5,6 м (Грезе, 1947). Кроме Таймырского, у южной подошвы гор лежит еще несколько крупных озер: Надтурку, Портнягино (360 кв. км), Кугусалах (260 кв. км). В межгорных понижениях и на платообразных предгорьях распространены глубокие озера: Аятурку, Левинсон-Лессинга, Московское, Сомнений, Сожаления, Суровое, Неприветливое, Лютые. Все они проточные и занимают тектонические трещины и впадины. Многие открыты в 1949–1950 гг. и раньше не были известны даже местным жителям.