Klimatoloģija ir atmosfēras izturēšanās un temperatūras, spiediena un citu atmosfēras faktoru izmaiņu izpēte noteiktā laika posmā. Klimatoloģija ir atmosfēras zinātnes nozare, taču klimata izpēte var būt saistīta ar visiem citiem zemes sistēmas aspektiem, ieskaitot ģeosfēru (cietā zeme) un hidrosfēru (sauszemes ūdens rezerves), jo klimats ietekmē visu Zemes virsmu..
Laika apstākļi ir visas atmosfēras parādības, ieskaitot nokrišņus, vēja ātrumu un mākoņu veidošanos. Laika apstākļus galu galā ietekmē atšķirības siltumā atmosfērā. Saules enerģija netiek vienmērīgi sadalīta pa Zemes virsmu, jo Zeme ir sfēriska. Tā rezultātā dažādas virsmas daļas tiks pakļautas atšķirīgas intensitātes gaismai.
Visintensīvākā gaisma ir gaisma pie ekvatora. Augstākajos platuma grādos tāds pats enerģijas daudzums nonāk virsmā, bet tiek izkliedēts lielākā platībā, kas nozīmē, ka uz laukuma vienību tiek absorbēts mazāk enerģijas. Tas rada siltuma atšķirības visā planētā. Šis nevienmērīgais siltuma enerģijas sadalījums rada atmosfēras traucējumus, kurus mēs saucam par laikapstākļiem.
Laika apstākļi attiecas uz atmosfēras parādībām jebkurā laikā un laika intervālos, kas ilgst no stundām līdz dienām. Klimats attiecas uz atmosfēras parādībām, jo tās mainās ievērojamā laika posmā, kas ilgst gadus līdz gadsimtiem vai ilgāk.
Klimatologi jeb klimatologi pēta divas galvenās klimata jomas: paleoklimatoloģiju un vēsturisko klimatoloģiju.
Paleoklimatoloģija ir klimatisko izmaiņu izpēte, kas notika arheoloģiskajā un ģeoloģiskajā pagātnē. Tas ietver klimata pārmaiņas, kas notika pleistocēna beigās, un sniega bumbas zemes notikumus, kas notika pirmskambarijas laikā, kur lielākā daļa planētas virsmas varēja būt ieslodzīti ledus loksnēs un ledājos. Paleoklimatoloģiju pēta, izmantojot dabas parādības, ieskaitot ledus serdeņus un koku gredzenus.
Ledus serdeņi tiek ņemti no sasalušajiem Grenlandes līdzenumiem un citiem reģioniem ar līdzīgu vidi, kur regulāra snigšana rada ledus slāņus, kas saglabā gāzes burbuļus, kas zinātniekiem var pastāstīt par seno atmosfēru. Burbuļi no mūsdienu atmosfēras ir izolēti ar sablīvētu ledu, lai tie saglabātu senās atmosfēras ķīmisko sastāvu to veidošanās laikā. Tas zinātniekiem var pateikt, kā laika gaitā mainījies atmosfēras ķīmiskais sastāvs un kā klimats būtu atšķirīgs šī ķīmiskā sastāva dēļ.
Koku sezonālie augšanas gredzeni var būt biezāki vai plānāki, galvenokārt atkarībā no nokrišņu līmeņa. Sausuma dēļ gredzeni būs plānāki, turpretī bagātīgā augšanas sezonā ar bagātīgu ūdeni gredzeni būs biezāki. Apskatot mūsdienu koku gredzenus un salīdzinot tos ar senākiem kokiem, ir iespējams izveidot klimata hronoloģiju.
Vēl viena būtiska ietekme uz klimatu ir Milankovitch ciklu parādība. Milankoviču cikli ietver izmaiņas Zemes orbītas formā, kā arī Zemes orientācijā attiecībā pret sauli un tās slīpuma pakāpi. Visi šie faktori var ietekmēt to, cik daudz enerģijas absorbē dažādas Zemes virsmas daļas. Iegūtās enerģijas izmaiņas uz planētas ievērojami ietekmē klimatu. Tieši šādā veidā klimatoloģija ietver arī astronomijas jēdzienus.
Vēsturiskās klimatoloģijas pētījums attiecas uz klimata izpēti jaunākā cilvēces vēsturē vai pēdējos pāris tūkstošos gadu. Vēsturiskie klimatologi izmanto arī ledus serdeņus un koku gredzenus, taču tie koncentrējas uz jaunākām klimata izmaiņām, kuras dažas var apstiprināt vēstures pieraksti un arheoloģija.
Daudzi klimata zinātnieki, kas specializējas nesenajās klimata izmaiņās, pēta globālo sasilšanu, kas ir globālās temperatūras paaugstināšanās tendence, kas pirmo reizi tika prognozēta 20. gadsimta vidū un kopš tā laika ir apstiprināta. Klimata zinātnieki arī pēta galvenos klimata pārmaiņu virzītājus, salīdzinot mūsdienu klimatu ar iepriekšējiem klimatiskajiem datiem.
Meteoroloģija ir laika apstākļu vai visu atmosfēras procesu izpēte, ieskaitot temperatūru, gaisa spiedienu un ķīmisko sastāvu. Meteoroloģiju uzskata par atmosfēras zinātnes nozari, kas īsā laika posmā nodarbojas ar laika apstākļu parādībām un laika apstākļu izmaiņām.
Meteoroloģijai, kā to saprot Rietumos, ir sākumi, kas sniedzas atpakaļ līdz klasiskajai senatnei. Aristotelis runāja par laika apstākļu un atmosfēras procesu teorijām 350. gadā pirms Kristus. Mūsdienu meteoroloģija nopietni sākās 20. gadsimta vidū, kad tehnikas attīstība ļāva vieglāk prognozēt un saprast laika apstākļus.
Galvenie meteorologu izmantotie instrumenti ir tradicionālie instrumenti, piemēram, barometri un termometri. Sākot ar 18. gadsimtu, laika apstākļu izpētei tika izmantoti arī kuģi. Nesen meteorologi ir izmantojuši sarežģītas datorprogrammas, lai modelētu atmosfēras parādības.
Gan meteoroloģija, gan klimatoloģija ir atmosfēras zinātnes nozares. Tie abi ir saistīti ar atmosfēras procesu, piemēram, gaisa temperatūras, gaisa spiediena un atmosfēras sastāva, izpēti. Gan meteoroloģijai, gan klimatoloģijai ir liela nozīme cilvēku dzīvē.
Lai arī starp klimatoloģiju un meteoroloģiju ir daudz līdzību, pastāv arī būtiskas atšķirības.
Klimatoloģija ir atmosfēras parādību, piemēram, temperatūras, gaisa spiediena un sastāva, izmaiņu izpēte ievērojamā laika posmā. Klimata zinātnieki galvenokārt pēta pagātnes klimata izmaiņas vai nu tālā ģeoloģiskā pagātnē, paleo-klimatoloģijas gadījumā, vai nesenās cilvēces vēstures, vēsturiskas klimatoloģijas gadījumā. Izmantotie instrumenti ietver ledus serdeņu un koku gredzenu izpēti. Meteoroloģija ir atmosfēras parādību izpēte katru dienu, atspoguļojot regulāras atmosfēras spiediena un temperatūras izmaiņas. Klimatoloģija un meteoroloģija ir gan atmosfēras zinātnes nozares, taču tās galvenokārt atšķiras laika ziņā. Klimatoloģija attiecas uz ilgtermiņa izmaiņām, savukārt meteoroloģija - uz īslaicīgām laika apstākļu izmaiņām, kas ilgst no stundām līdz dienām.