Климатологията е изследване на поведението на атмосферата и промените в температурата, налягането и други атмосферни фактори за определен период от време. Климатологията е клон на атмосферната наука, но изучаването на климата може да бъде свързано с всеки друг аспект на земната система, включително геосферата (твърда земя) и хидросфера (сухоземни водни резервати), тъй като климатът засяга цялата земна повърхност.
Времето е всички атмосферни явления, включително валежи, скорост на вятъра и образуване на облаци. Времето в крайна сметка се определя от различията в топлината в атмосферата. Енергията от слънцето не се разпределя равномерно по цялата земна повърхност, защото Земята е сферична. В резултат на това различни части от повърхността ще бъдат ударени от светлина с различна интензивност.
Най-интензивната светлина е светлината в екватора. На по-високи географски ширини същото количество енергия се удря в повърхността, но се разпределя върху по-голяма площ, което означава, че по-малко енергия се абсорбира на единица площ. Това създава разлики в топлината в цялата планета. Това неравномерно разпределение на топлинната енергия е това, което създава атмосферните смущения, които наричаме време.
Времето се отнася до атмосферни явления по всяко време и във времеви интервали, продължили часове до дни. Климатът се занимава с атмосферни явления, тъй като те се променят през значителни периоди от време, продължили години до векове или повече.
Климатолозите или климатолозите изучават две основни климатични области: палеоклиматология и историческа климатология.
Палеоклиматологията е изследване на климатичните промени, които са се случвали в археологическото и геоложкото минало. Това включва промените в климата, настъпили в края на плейстоцена, и събитията със земната топка на снежната топка, които са се случвали по време на предкамбрийската, където по-голямата част от повърхността на планетата може да е била погълната от ледени покривки и ледници. Палеоклиматологията се изучава с помощта на природни явления, включително ледени ядра и дървесни пръстени.
Ледените ядра са взети от замръзналите равнини на Гренландия и други региони с подобна среда, където редовният снеговалеж създава ледени слоеве, които запазват газови мехурчета, които могат да кажат на учените за древната атмосфера. Мехурчетата са изолирани от съвременната атмосфера чрез уплътнен лед, така че да запазят химичния състав на древната атмосфера в момента на образуването им. Това може да каже на учените как химическият състав на атмосферата се е променил с времето и как климатът би бил различен поради този химичен състав.
Сезонните пръстени за растеж при дърветата могат да бъдат по-дебели или по-тънки в зависимост главно от нивото на валежите. Сушата ще доведе до по-тънки пръстени, докато изобилният вегетационен период с обилна вода ще доведе до по-дебели пръстени. Разглеждайки дървесните пръстени на съвременните дървета и сравнявайки ги с по-древните дървета, е възможно да се изгради климатична хронология.
Друго значително влияние върху климата оказва феноменът на цикли на Миланович. Циклите на Миланович включват промени във формата на земната орбита, както и в ориентацията на Земята по отношение на слънцето и степента, в която е наклонена. Всички тези фактори могат да повлияят колко енергия се усвоява от различни части на земната повърхност. Получените вариации в енергията, погълната по цялата планета, влияят значително на климата. По този начин климатологията включва и концепции от астрономията.
Проучването на историческата климатология се отнася до изследването на климата в по-новата човешка история или последните няколко хиляди години. Историческите климатолози също използват ледени ядра и дървесни пръстени, но те се съсредоточават върху по-новите климатични промени, някои от които могат да бъдат потвърдени от исторически записи и археология.
Много климатолози, специализирани в скорошно изменение на климата, изследват глобалното затопляне, което е възходящата тенденция на глобалните температури, която е прогнозирана за първи път в средата на 20 век и е потвърдена оттогава. Климатолозите изучават също основните двигатели на климатичните промени като цяло, като сравняват съвременния климат с миналите климатични рекорди.
Метеорологията е изследване на времето или всички атмосферни процеси, включително температура, въздушно налягане и химичен състав. Метеорологията се счита за клон на атмосферната наука, който се занимава с метеорологичните явления и промените на времето за кратък график.
Метеорологията, както се разбира на Запад, има начала, които стигат чак до Класическата античност. Аристотел говори за теории за времето и атмосферните процеси през 350 г. пр.н.е. Съвременната метеорология започва сериозно в средата на 20 век, когато напредъкът в технологиите улеснява прогнозирането и разбирането на времето.
Основните инструменти, използвани от метеоролозите, включват традиционните инструменти като барометри и термометри. В началото на 18 век корабите се използват и за изучаване на времето. Съвсем наскоро метеоролозите използват сложни компютърни програми за моделиране на атмосферни явления.
Метеорологията и климатологията са и двата клона на атмосферната наука. И двете включват проучване на атмосферни процеси като температура на въздуха, налягане на въздуха и атмосферен състав. Метеорологията и климатологията също играят важна роля в живота на хората.
Въпреки че има много прилики между климатологията и метеорологията, има и важни разлики.
Климатологията е изследване на промените в атмосферните явления като температура, въздушно налягане и състав през значителни периоди от време. Климатолозите изучават предимно промените в климата или в далечното геологическо минало, в случай на палео-климатология, или в най-новата човешка история, в случай на историческа климатология. Използваните инструменти включват проучвания на ледени ядра и дървесни пръстени. Метеорологията е изследване на атмосферните явления ежедневно, които отразяват редовни промени в атмосферното налягане и температура. Климатологията и метеорологията са и двете клонове на атмосферната наука, но те се различават главно във времевата рамка. Климатологията се занимава с дългосрочни промени, докато метеорологията се занимава с краткосрочни промени в метеорологичните условия с продължителност от часове до дни.