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全体的には、太平洋側気候だが、日本海側から内陸部にかけては日本海側気候で、冬には曇りの日が多く、雪も見られる。特に内陸部の阿東町、萩市内陸部、周南市や岩国市のそれぞれ北部などは、県内でも積雪がみられる地域である。北部は日本海に面しており、波が高く、海がしける事も少なくない。
瀬戸内海側は瀬戸内海式気候で、一年を通して雨が少なく、比較的温暖な気候である。冬でも中国山地に季節風が抑えられるので、日本海側と比べて曇りの日は少なく、晴れる日も多い。積雪も一冬に数回程度である。日本海側に対し、内海の瀬戸内海側では波は穏やかである。
関門海峡周辺の下関市、山陽小野田市、宇部市などでは日本海側気候と瀬戸内海式気候との境界にあたり、二面性を持つ気候である。冬は周防灘側でも曇りがちの天気になりやすく、時雨や雪を降らせる事もある。しかし、周防灘は穏やかで荒れる事は少ない。


山口県の気象データ
| 要素 |
降水量
(mm) |
気温
(℃) |
日照時間
(時間) |
| 合計 |
平均 |
最高 |
最低 |
合計 |
| 統計期間 |
1971
~2000 |
1971
~2000 |
1971
~2000 |
1971
~2000 |
1971
~2000 |
| 資料年数 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
| 1月 |
72.3 |
6.6 |
9.2 |
4.2 |
96.2 |
| 2月 |
79.9 |
6.6 |
9.4 |
4.0 |
111.0 |
| 3月 |
124.2 |
9.3 |
12.6 |
6.5 |
156.3 |
| 4月 |
155.2 |
14.0 |
17.6 |
11.0 |
185.3 |
| 5月 |
158.3 |
18.2 |
21.7 |
15.3 |
205.0 |
| 6月 |
290.4 |
21.8 |
25.0 |
19.3 |
156.3 |
| 7月 |
262.9 |
25.9 |
29.0 |
23.6 |
186.6 |
| 8月 |
157.2 |
27.1 |
30.3 |
24.8 |
207.5 |
| 9月 |
172.6 |
23.7 |
26.9 |
21.2 |
162.4 |
| 10月 |
84.2 |
18.8 |
22.0 |
15.9 |
178.6 |
| 11月 |
75.9 |
13.7 |
16.8 |
11.0 |
134.8 |
| 12月 |
52.0 |
9.0 |
11.9 |
6.4 |
112.4 |
| 年 |
1684.9 |
16.2 |
19.4 |
13.6 |
1895.2 |
|