Le climat de Londres est de type tempéré avec des précipitations régulières toute l'année mais, contrairement à l'ouest du Royaume-Uni, d'intensité plutôt légère. La moyenne annuelle des précipitations s'établit à 583,6 mm, février étant le mois le plus sec de l'année. Ce niveau est inférieur à Rome ou Sydney. Londres est en fait une des capitales européennes les plus sèches, disposant de ressources d'eau par personne inférieures à celles d'Israël par exemple.
| Mois | Jan | Fev | Mar | Avr | Mai | Jui | Jul | Aoû | Sep | Oct | Nov | Dec |
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| Temp. max. / °C | 7,2 | 7,6 | 10,3 | 13,0 | 17,0 | 20,3 | 22,3 | 21,9 | 19,1 | 15,2 | 10,4 | 8,2 |
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| Maximas / °C | 14 | 16 | 21 | 26 | 30 | 33 | 34 | 38 | 30 | 26 | 19 | 15 |
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| Temp. min. / °C | 2,4 | 2,5 | 3,8 | 5,6 | 8,7 | 11,6 | 13,7 | 13,4 | 11,4 | 8,9 | 5,1 | 3,4 |
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| Minimas / °C | -10 | -9 | -8 | -2 | -1 | 5 | 7 | 6 | 3 | -4 | -5 | -7 |
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| Précipitations / mm | 53 | 36 | 48 | 47 | 51 | 50 | 48 | 54 | 53 | 57 | 57 | 57 |
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| Jours de pluie | 14,8 | 10,8 | 13,4 | 12,7 | 12,5 | 10,5 | 10,1 | 10,9 | 10,5 | 11,6 | 14,0 | 13,2 |
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Les étés sont chauds mais sans fortes chaleurs et les hivers froids mais rarement glaciaux. Le mois le plus chaud est juillet avec une température moyenne à Greenwich de 13,7°C à 22,3°C n'excédant que rarement les 33°, quoique des niveaux plus élevés soient devenus plus fréquents récemment. La température la plus élevée jamais enregistrée à Londres a atteint 38,1°, mesurée dans les jardins botaniques royaux de Kew, le 10 août 2003, pendant la canicule de 2003. Le mois le plus froid est janvier avec des températures moyennes de 2,4°C à 7,9°C. La température la plus froide a été enregistrée le 1er janvier 1962 avec -16,1°C à Northolt.
Les chutes de neige abondantes sont presque inconnues. Au cours des hivers les plus récents, la neige a rarement excédé un pouce d'épaisseur (soit moins de 3 cm). Ceci est notamment dû au fait que la vaste agglomération londonienne crée un microclimat, avec une chaleur enfermée par les immeubles de la ville. La nuit, la température y est parfois de 5 à 9° supérieure aux zones environnantes. Le célèbre smog londonien, mélange de brouillard et de fumée, est devenu rarissime de nos jours dans les rues de la capitale anglaise. En 1954, il avait provoqué la mort de 4000 personnes.
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