Климатология и метеорология тесно связаны между собой: они изучают один и тот же объект—земную атмосферу — и применяют близкие методы исследования. Однако основное внимание метеорологи обращают на состояние атмосферы в отдельный момент, климатологи же в первую очередь изучают средние, значения метеорологических величин и их изменчивость. Метеорологи используют в исследованиях методы статистического анализа, климатологи же исходят из найденных метеорологами средних характеристик и их изменений. Однако климатология занимается не только осреднением результатов метеорологических наблюдений, а и гораздо более широким кругом вопросов. Далее

Для анализа климата отдельной местности или обширного района климатологу нужна различная информация о суточном ходе метеорологических величин. Чтобы легче сравнивать такие данные за разные периоды (обычно сутки, месяц и год), их разбивают на группы. В следующих разделах рассматриваются данные для каждого из таких периодов.

Чтобы выявить закономерности изменения температуры в том или ином районе, климатология использует средние месячные значения температуры, а также ее максимум и минимум, т. е. амплитуду ее колебания. В каждой географической области эти величины различны. В двух разных областях средняя температура может быть одинаковой, а амплитуда различаться.
Далее

Средние значения и амплитуду изменения каждой метеорологической величины вычисляют за каждый год и сопоставляют, чтобы выяснить, как они изменяются в те или иные периоды или отклоняются от обычных значений. Вычисляют, например, среднюю годовую температуру воздуха и амплитуду ее годового хода, а также годовое число градусо-дней. Кроме того, находят максимальную и минимальную температуру за каждый год. Максимум и минимум находят также для количества осадков разных видов.

Далее

Ежедневно метеорологи получают большое число данных и используют их при описании особых свойств каждого района. Вычислив амплитуду суточного хода температуры воздуха, строят затем общую крупномасштабную характеристику данного района.

Суточные максимумы и минимумы температуры в разных районах сравнивают между собой.

Далее

Из всего изложенного видно, что климатологи опираются на большое количество весьма разнообразных исходных данных о метеорологических характеристиках различных районов. Таким образом, анализ, выполняемый ими, представляет собой не просто беглый просмотр нескольких средних значений, а наоборот, широкое обобщение всех данных. Оказалось, что иногда климат отдельного района существенно отличается от климата соседних районов.

Климатологи в соответствии с тем или иным методом классификации выделяют различные климатические области Земли.

Далее

Климаты разных районов различаются по многим причинам. Большая часть крупных изменений климата от района к району происходит из-за одного или нескольких сочетаний таких причин. Одна из них — различие широты места. Другими причинами могут быть разница в высоте над уровнем моря, режим ветра, рельеф местности. Многие различия погодных условий, связанные с различием широты места, выше уже рассматривались.

Далее

В прибрежных районах многие метеорологические величины изменяются значительно слабее, чем на тех же широтах в глубине континентов. Основным фактором, влияющим как на суточный, так и на годовой ход этих величин, в таких районах оказывается их близость к морю и к районам сильных морских течений. Амплитуды изменений температуры воздуха в прибрежных районах значительно меньше, чем в близких к ним районах суши, находящихся даже на небольшом расстоянии от побережья.

Близость таких крупных водоемов, как океаны, влияет и на начало разных времен года. На побережьях континентов „сдвиг" фактических моментов начала разных сезонов по сравнению с ожидаемым может быть значительным.

Далее

Высота местности над уровнем моря и ее рельеф сильно меняют свойства проходящего над ней воздуха. Так, например, горные цепи нередко оказываются границей между двумя разными климатическими областями, расположенными на одном континенте. Воздушные массы, вынужденные переваливать через горы, коренным образом меняют свои свойства. Температура воздуха, адиабатически расширяющегося, быстро понижается с высотой, поэтому на наветренных склонах горных хребтов выпадают обильные осадки. Если же воздух, переваливая через горы, начинает спускаться, влажность его сильно уменьшается, в результате чего на подветренной стороне многих хребтов возникает дождевая тень и образуются пустыни.

Далее

Хотя при рассмотрении довольно длительных периодов климаты на Земле представляются неизменными, все же есть много доказательств того, что в прошлом они изменялись. Иногда изменения были незначительными и кратковременными, иногда же имели фундаментальный характер, в частности оказывали громадное влияние на разные виды животных, населявших Землю.

Наши сведения об изменениях климата получены в результате интенсивного изучения факторов, которые влияли на климат в последние десятилетия. За сравнительно небольшие отрезки времени климат меняется незначительно, т. е. мало отклоняется от средних характеристик за эти отрезки. Но- если анализировать данные об ископаемых, можно заметить, что в прошлом климат  Земли был подвержен и небольшим, и весьма значительным изменениям. По данным о жизни растительного покрова, в истории Земли периоды обильных осадков чередовались с относительно засушливыми периодами. Периоды эти продолжались по нескольку тысяч лет.

Далее

Для того чтобы выявить, какие изменения претерпевал климат Земли в течение сравнительно коротких отрезков времени, исследуют метеорологические данные, и в первую очередь данные наблюдений за температурой воздуха и осадками. При этом предполагается получить статистические подтверждения изменений климата Земли.

Выявляя периодические колебания в средних значениях метеорологических величин, можно видеть, что в различных частях планеты они действительно несколько изменялись в течение десятилетий и столетий.

Далее

В отличие от кратковременных циклов, выявить которые в изменениях климата затруднительно, длительные циклы обнаруживаются во многих явлениях. Богатую информацию об истории климата дают годичные кольца старых деревьев. Такие же сведения приносит изучение отложений на дне озер — отложения имеют слоистую структуру.

Изучая ископаемые растения и животных, можно узнать о чередовании периодов гибели и возрождения больших групп живых организмов. Это же подтверждает и изучение современных видов животных на данной территории. Изучение болот и образцов древней почвы также подтверждает колебания климата в прошлом. Хотя теперь и трудно восстановить прежние средние значения метеорологических величин, все же имеется много доказательств их изменения.

Далее

Некоторые ученые считают что климат Земли изменился в результате процессов, происходящих на Солнце и приводящих к колебаниям количества излучаемого Солнцем тепла. Процессы эти испытывают медленные циклические колебания. Согласно взглядам этих ученных, тяжелые элементы, которые выделяются при распаде ядер атомов на Солнце, постепенно собираются к центру Солнца. Накопление тяжелых элементов в центре приводит к периодическому сжатию и расширению внешних оболочек Солнца. Периодическое же изменение размеров Солнца влияет на количество излучаемой им энергии и соответственно на приход солнечной радиации к Земле.

Далее

В некоторых исследованиях обращается внимание на то, что соотношение между площадью суши и океана на земной поверхности непрерывно изменяется. Периодические подъемы и опускания суши перераспределяют сушу и океан на поверхности Земли и тем самым меняют количество поглощаемой и излучаемой лучистой энергии. Это в свою очередь может изменять общую циркуляцию атмосферы, а также морские течения, т. е. как раз те факторы, сочетание которых определяет положение различных климатических областей Земли.

Самые коренные изменения климата Земли были связаны с установлением на ней ледниковых периодов. Для объяснения причин оледенения, оказывавшего очень большое влияние на все процессы на земной поверхности, предложено много гипотез. Одна из самых правдоподобных гипотез основана на колебаниях циркуляции океанических вод и их воздействия на атмосферу.

В настоящее время на Земле льдом покрыта площадь примерно 15 миллионов квадратных километров. Это составляет около 10% поверхности суши. По сравнению с тем, что было в ледниковые периоды, это очень немного. Но это много больше, чем в межледниковые периоды.

Далее