观测结果表明，绿洲农田上不同高度层的气温，昼夜均比附近的戈壁显著要低，最高气温甚至可低30℃左右，蒸发量约小一半。这说明绿洲在夏季相对于周围环境（戈壁或沙漠）是一个冷源和湿源，即相对独立的“冷岛”。夏季绿洲、湖泊的最高气温比其毗邻的沙漠戈壁低30℃左右，水分的蒸发量要少一半，几乎和沿海湿润地区差不多。其原因是由于沙漠戈壁和绿洲、湖泊对于太阳辐射的反射率不同，在白昼阳光辐射下，沙漠戈壁干燥地面强烈增温，通过大气的环流作用，暖空气被带到绿洲、湖泊上空，形成一个上热下冷的逆温层，上下层空气间的热交换难以进行，下层冷空气块得以保持稳定，因而形成一个湿润、凉爽的小气候。这种现象就称之为“冷岛效应”。这种“冷岛效应”在干旱地区的湖泊（包括水库）、绿洲地带普遍存在。产生这种情况的原因，是由于戈壁沙漠较绿洲的比热容小，在阳光照射下地面增温比绿洲快得多，戈壁沙漠上空被加热的暖空气，通过局地环流作用输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，使下层冷空气以保持稳定，于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气候。