Climatologia este studiul atmosferei și al modelelor meteorologice de-a lungul timpului. Acest domeniu al științei se concentrează pe înregistrarea și analiza modelelor meteorologice din întreaga lume și pe înțelegerea condițiilor atmosferice care le provoacă. Uneori este confundat cu meteorologia, care este studiul vremii și al prognozelor meteorologice. Cu toate acestea, climatologia se concentrează în principal pe forțele naturale și artificiale care influențează modelele meteorologice pe termen lung. Oamenii de știință care sunt specializați în acest domeniu se numesc climatologi.
Primile studii ale climei pot fi urmărite până în Grecia antică, dar știința climei, așa cum este cunoscută acum, nu a apărut decât odată cu apariția erei industriale în secolul al XIX-lea. Știința climatologiei s-a dezvoltat pe măsură ce oamenii de știință au devenit interesați de înțelegerea modelelor meteorologice. În ultimul timp, climatologii și-au concentrat din ce în ce mai mult cercetările asupra schimbărilor climatice de pe Pământ care au avut loc începând cu epoca industrială. Pământul a devenit din ce în ce mai cald pe măsură ce industria umană s-a extins și a eliberat mai mult carbon în atmosferă. Acest efect, numit încălzire globală, este un obiect de studiu deosebit de important pentru climatologi. Prin studierea încălzirii globale, climatologii pot înțelege și prezice mai bine impactul pe termen lung al schimbărilor climatice provocate de om.
Climatologii caută să înțeleagă trei aspecte principale ale climei. Primul aspect este reprezentat de modelele meteorologice care guvernează condițiile normale în diferite regiuni din întreaga lume. În al doilea rând, climatologii încearcă să înțeleagă relația dintre diferitele aspecte ale vremii, cum ar fi temperatura și lumina soarelui. Al treilea aspect al climei pe care climatologii îl cercetează este modul în care vremea se schimbă în timp. Rezultatele acestui tip de cercetare au arătat că activitățile umane afectează climatul general al Pământului, cum ar fi creșterea temperaturilor globale. Prin urmare, climatologii studiază, de asemenea, cauzele umane ale schimbărilor climatice; ei sunt interesați în special de activitățile care eliberează gaze cu efect de seră și de legătura acestora cu încălzirea globală.
În plus, climatologii analizează schimbările naturale ale curenților atmosferici și oceanici, cum ar fi El Niño și La Niña, care sunt faze ale unui ciclu fluctuant al temperaturii aerului și oceanului deasupra Oceanului Pacific. Oscilația dintre fazele calde El Niño și cele reci La Niña afectează climatele din întreaga lume. Aceste modele de curenți oceanici au ca rezultat modificări ale diferenței normale dintre temperaturile atmosferice și cele oceanice. Oamenii de știință iau în considerare, de asemenea, efectele pe care activitatea solară și variațiile energiei solare le au asupra climei de-a lungul timpului. Unele evenimente naturale pot contribui la încălzirea globală, cum ar fi erupțiile vulcanice, care eliberează cantități mari de cenușă și alte substanțe în atmosferă. Deși aceste evenimente protejează Pământul de radiațiile solare prin eliberarea în atmosferă a unor cantități mari de gaze cu efect de seră, aceleași gaze cu efect de seră contribuie la încălzirea globală. Cu toate acestea, o mare parte din schimbările climatice pe care climatologii le studiază sunt legate de activitatea umană, în special de utilizarea de către oameni a combustibililor fosili, care sunt principalul contributor la gazele cu efect de seră din atmosferă în prezent. Studierea impactului acestor gaze le permite oamenilor de știință să înțeleagă nu numai cum s-a schimbat clima Pământului ca urmare a activității umane, ci și cum ar putea continua să se schimbe dacă oamenii continuă să elibereze gaze cu efect de seră în atmosferă.
.
