Climatology adalah kajian tentang kelakuan atmosfera dan perubahan suhu, tekanan, dan faktor-faktor atmosfera yang lain dalam tempoh masa. Climatology adalah cabang sains atmosfera, tetapi kajian iklim boleh dikaitkan dengan setiap aspek lain dari sistem bumi termasuk geosfera (bumi pepejal) dan hidrosphere (rizab air terestrial) kerana iklim mempengaruhi semua permukaan Bumi.
Cuaca adalah semua fenomena atmosfera termasuk pemendakan, kelajuan angin, dan pembentukan awan. Cuaca akhirnya didorong oleh perbezaan haba di atmosfera. Tenaga dari matahari tidak sama rata di seluruh permukaan Bumi kerana Bumi adalah sfera. Akibatnya, bahagian permukaan yang berlainan akan dilanda cahaya dengan intensiti yang berbeza.
Cahaya yang paling sengit adalah cahaya di khatulistiwa. Di lintang yang lebih tinggi, jumlah tenaga yang sama menjejaskan permukaan tetapi tersebar di kawasan yang lebih besar, yang bermakna kurang tenaga diserap di kawasan unit. Ini mewujudkan perbezaan haba di seluruh planet ini. Pengagihan tenaga haba yang tidak sekata ini adalah apa yang menyebabkan gangguan atmosfera yang kita panggil cuaca.
Cuaca merujuk kepada fenomena atmosfera pada bila-bila masa dan selang masa yang berlanjutan sehingga jam ke hari. Perjanjian iklim dengan fenomena atmosfera kerana ia berubah dari masa ke masa yang lama yang berpanjangan hingga berabad-abad atau lebih.
Klimatologi, atau saintis iklim, mengkaji dua bidang utama iklim: paleoclimatology dan klimatologi sejarah.
Paleoclimatology adalah kajian perubahan iklim yang berlaku di masa lalu arkeologi dan geologi. Ini termasuk perubahan iklim yang berlaku pada akhir Pleistocene dan peristiwa bola salji bumi yang berlaku semasa Pre-Cambrian di mana sebahagian besar permukaan bumi mungkin diliputi dalam lembaran ais dan glasier. Paleoclimatology dikaji menggunakan fenomena semula jadi termasuk teras ais dan cincin pokok.
Teras ais diambil dari dataran beku Greenland, dan kawasan lain dengan persekitaran yang sama, di mana salji biasa menciptakan lapisan ais yang mengekalkan gelembung gas yang dapat memberitahu saintis tentang suasana purba. Gelembung-gelembung diasingkan dari atmosfera moden dengan es yang dipadatkan sehingga mereka mengekalkan komposisi kimia suasana purba pada saat pembentukan mereka. Ini dapat memberitahu saintis bagaimana komposisi kimia atmosfera telah berubah dengan masa dan bagaimana iklim akan berbeza kerana komposisi kimia ini.
Cincin pertumbuhan bermusim di dalam pokok boleh menjadi tebal atau nipis bergantung terutamanya pada tahap pemendakan. Kekeringan akan menyebabkan cincin yang lebih tipis manakala musim yang banyak tumbuh dengan air yang banyak akan menyebabkan cincin tebal. Dengan melihat cincin pokok pokok-pokok moden dan membandingkannya dengan pokok-pokok kuno, adalah mungkin untuk membina kronologi iklim.
Satu lagi pengaruh penting pada iklim adalah fenomena kitaran Milankovitch. Kitaran Milankovitch melibatkan perubahan dalam bentuk orbit Bumi serta orientasi Bumi berkenaan dengan matahari dan sejauh mana ia dimiringkan. Semua faktor ini boleh menjejaskan berapa banyak tenaga yang diserap oleh pelbagai permukaan bumi. Variasi yang terhasil dalam tenaga yang diserap di seluruh planet menjejaskan iklim. Dengan cara ini klimatologi juga melibatkan konsep-konsep dari astronomi.
Kajian klimatologi sejarah merujuk kepada kajian iklim dalam sejarah manusia yang lebih baru atau beberapa ribu tahun yang lalu. Klimatologi sejarah juga menggunakan teras ais dan cincin pokok, tetapi mereka memberi tumpuan kepada perubahan iklim yang lebih baru, beberapa di antaranya dapat disokong oleh rekod sejarah dan arkeologi.
Ramai ahli sains iklim yang pakar dalam kajian perubahan iklim baru-baru ini mengkaji pemanasan global yang merupakan trend menaik dalam suhu global yang mula-mula diramalkan pada pertengahan abad ke-20 dan telah disahkan sejak itu. Ahli sains iklim juga mengkaji pemacu utama perubahan iklim secara umum dengan membandingkan iklim moden dengan rekod cuaca lepas.
Meteorologi adalah kajian cuaca atau semua proses atmosfera termasuk suhu, tekanan udara, dan komposisi kimia. Meteorologi dianggap sebagai cabang sains atmosfera yang berkaitan dengan fenomena cuaca dan perubahan cuaca dalam skala masa yang singkat.
Meteorologi, seperti yang difahami di Barat, mempunyai permulaan yang berjalan terus ke zaman purba klasik. Aristotle bercakap mengenai teori cuaca dan proses atmosfera pada 350 SM. Meteorologi moden bermula dengan bersungguh-sungguh pada pertengahan abad ke-20 apabila kemajuan dalam teknologi menjadikannya lebih mudah untuk meramalkan dan memahami cuaca.
Alat utama yang digunakan oleh pakar meteorologi termasuk alat tradisional seperti barometer dan termometer. Bermula pada abad ke-18, kapal juga digunakan untuk mengkaji cuaca. Baru-baru ini, ahli meteorologi telah menggunakan program komputer yang kompleks untuk memodelkan fenomena atmosfera.
Meteorologi dan klimatologi adalah kedua-dua cawangan sains atmosfera. Mereka berdua melibatkan kajian proses atmosfera seperti suhu udara, tekanan udara, dan komposisi atmosfera. Meteorologi dan klimatologi juga memainkan peranan penting dalam kehidupan manusia.
Walaupun terdapat banyak persamaan antara klimatologi dan meteorologi, terdapat juga perbezaan penting.
Climatology adalah kajian perubahan dalam fenomena atmosfera seperti suhu, tekanan udara dan komposisi dalam tempoh masa yang ketara. Ahli sains iklim terutamanya mengkaji perubahan iklim masa lalu sama ada dalam masa lalu geologi jauh, dalam kes paleo-klimatologi, atau sejarah manusia baru-baru ini, dalam kes klimatologi sejarah. Alat yang digunakan termasuk kajian teras ais dan cincin pokok. Meteorologi adalah kajian fenomena atmosfera pada hari ke hari yang mencerminkan perubahan biasa dalam tekanan atmosfera dan suhu. Klimatologi dan meteorologi adalah kedua-dua cawangan sains atmosfera, tetapi mereka berbeza terutamanya dalam tempoh masa. Climatology memperkatakan perubahan jangka panjang sedangkan meteorologi berkaitan dengan perubahan jangka pendek dalam cuaca yang berpanjangan jam hingga hari.