从气象数据来看，武威的冬季气温明显低于兰州。以2020年冬季为例，武威市创下了近36年来的最低气温记录，11月下旬至12月平均气温较历年同期偏低2.3℃～2.9℃，2021年1月上旬气温较历年同期偏低3.7℃～5.6℃。相比之下，兰州市区冬季气温虽然也较低，但极端低温情况较少出现。

造成两地冬季气温差异的主要原因有以下几点：从地理位置来看，武威地处河西走廊东端，海拔较高（约1500米），且北面没有明显山脉阻挡冷空气南下，使得来自西伯利亚的寒流可以长驱直入。气象观测数据显示，武威在2024年1月21日曾出现-24℃的极端低温，而兰州同期最低气温为-18.1℃。受欧亚中高纬"西高东低"的经向型环流和偏强的东亚冬季风影响，武威更容易出现持续性低温天气。2020年冬季的观测数据表明，这种环流形势导致武威气温较常年显著偏低。兰州作为省会城市，城市热岛效应较为明显，这在一定程度上缓解了冬季的寒冷程度。气象专家分析指出，城市建筑密集、人口集中等因素可使城区气温比郊区高出2-3℃。兰州地处黄河谷地，水体对气温也有调节作用。从长期气候数据来看，武威冬季平均气温比兰州低3-5℃，且低温持续时间更长。2023年12月，武威曾出现-22℃的极端低温，同时伴有降雪和大风天气，风寒效应显著。而兰州在相同天气系统影响下，最低气温一般在-15℃左右。值得一提的是，两地都受到拉尼娜现象的影响，但武威由于其特殊的地理位置，气温波动更为剧烈。气象预测显示，在2024/2025年冬季，河西地区气温可能较常年略低，这将进一步拉大武威与兰州的冬季温差。综合各方面因素，无论是从极端低温值、低温持续时间还是体感温度来看，武威的冬季寒冷程度都显著高于兰州。