El río Medellín es la corriente hidrográfica más importante de la ciudad, la divide en dos partes y es su drenaje natural. Nace en el alto de San Miguel, en el municipio de Caldas, a una altura de 3.000 msnm; tiene una extensión aproximada de 100 km desde su nacimiento hasta su desembocadura y recibe las aguas de aproximadamente 196 afluentes a lo largo de todo su recorrido. En lo que respecta al territorio de la ciudad, recibe 57 afluentes directos y más de 700 corrientes de segundo y tercer orden, constituyendo una red hidrográfica de una densidad considerable. Las quebradas Santa Elena y La Iguana, por su caudal y longitud de recorrido, son las de mayor importancia en el territorio municipal. La quebrada La Iguana nace en la serranía de Las Baldías y la quebrada Santa Elena nace en cerro Verde. La primera atraviesa la zona centro-occidental, mientras que la segunda atraviesa la zona centro-oriental y está cubierta en su paso por el centro de la ciudad.
La latitud y altitud de la ciudad dan como resultado un clima tropical monzónico.
La temperatura de Medellín está determinada por los pisos térmicos que van del páramo (que equivale a 3 km² del territorio), pasando por el frío (192 km²) hasta llegar al medio (185 km²), en donde está la zona urbana, la cual tiene una temperatura que oscila entre 15 y 31 °C ó 59 y 88 °F. Las temperaturas más altas oscilan entre 28 y 32 °C, con máxima absoluta de 35 °C. Y las más bajas oscilan alrededor de 15 y 17 °C, con mínima absoluta de 10 °C. El comienzo y la mitad del año son estaciones secas, de resto el clima es variable, lluvioso en algunas épocas. La precipitación media anual es moderada: 1656 mm, y no es igual en todo el valle. Llueve más al sur que al norte.
Por su ubicación entre montañas, Medellín es una ciudad de vientos suaves. Casi todo el tiempo la brisa refresca. El régimen de vientos lo determinan los alisios dominantes del nordeste y las masas de aire cálido que suben desde los valles bajos de los ríos Cauca y Magdalena, con predominio de movimiento en la
Es de advertir que todas estas condiciones varían de acuerdo con los cambios climáticos originados en el océano Pacífico, llamados fenómeno del niño y de la niña. Entonces hay más lluvia o más sequía.
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