Réchauffement climatiquevignette|redresse=1.35|Températures moyennes de l'air en surface de 2011 à 2020 par rapport à une moyenne de référence de 1951 à 1980. vignette|redresse=1.35|Température observée par la NASA par rapport à la moyenne de 1850-1900 comme référence préindustrielle. Le principal facteur d'augmentation des températures mondiales à l'ère industrielle est l'activité humaine, les forces naturelles ajoutant de la variabilité. vignette|redresse=1.35|L'énergie circule entre l'espace, l'atmosphère et la surface de la Terre.
Hadley cellThe Hadley cell, also known as the Hadley circulation, is a global-scale tropical atmospheric circulation that features air rising near the equator, flowing poleward near the tropopause at a height of above the Earth's surface, cooling and descending in the subtropics at around 25 degrees latitude, and then returning equatorward near the surface. It is a thermally-direct circulation within the troposphere that emerges due to differences in insolation and heating between the tropics and the subtropics.
Classification de KöppenLa classification de Köppen est une classification des climats fondée sur les précipitations et les températures. C'est le botaniste Wladimir Peter Köppen qui l'a inventée en 1900 en combinant la carte mondiale de la végétation publiée en 1866 par Hermann Griesbach et la division du climat en cinq zones par de Candolle. C'est la plus courante des classifications climatiques dans sa version présentée par en 1961. Un très grand nombre d'études climatiques et de publications ont adopté une des versions de ce système.
Période humide africainevignette|Le Sahara n'était pas un désert pendant la période humide africaine. La majeure partie de l'Afrique du Nord était recouverte d'herbes, d'arbres et de lacs. La période humide africaine (PHA, également connue sous d'autres noms) est une période climatique d'Afrique, de la fin du Pléistocène (il y a 14 500 ans) et de l'Holocène. La couverture d'une grande partie du Sahara par les herbes, les arbres et les lacs fut causée par : 1) des changements minimes dans l'orbite de la Terre autour du Soleil ; 2) des changements de végétation et de poussière dans le Sahara qui renforcent la mousson africaine ; 3) une augmentation des gaz à effet de serre.
Oscillation nord-atlantiqueL’oscillation nord-atlantique (ONA, plus connue sous le sigle anglais NAO) désigne un phénomène touchant le système climatique du nord de l'océan Atlantique. L'ONA décrit les variations du régime océan-atmosphère sur la région et se mesure généralement comme la différence de pression atmosphérique entre l'anticyclone des Açores et la dépression d'Islande. Elle est notamment corrélée à l’oscillation arctique. L’ONA a été découverte durant les par Sir Gilbert Walker, qui avait découvert précédemment l’oscillation australe dans l'océan Pacifique et à laquelle est relié le phénomène El Niño.
Changement climatique brutalUn changement brutal du climat est défini comme un changement du système climatique planétaire, de grande ampleur et se déroulant sur une période de temps très courte du point de vue géologique et climatique (de quelques décennies, voire moins). Un tel changement cause d'importantes perturbations dans les systèmes naturels et causerait d'importantes perturbations sociales et économiques, éventuellement susceptibles de mettre l'humanité en péril.
Terre boule de neigevignette|Résultat d'une simulation par la NASA. La Terre boule de neige (snowball Earth en anglais), ou Terre boule de glace (iceball Earth) est un modèle décrivant la Terre comme presque entièrement couverte de glace à certaines périodes de son histoire. Originellement conçu pour représenter le Cryogénien (), ce modèle a ensuite été appliqué à la glaciation huronienne () et, au sein du Cryogénien, plus précisément aux glaciations sturtienne () et marinoenne ().
Amplification polairevignette| Tendance de la température GISS de la NASA 2000-2009, montrant une forte amplification arctique. L’amplification polaire est le phénomène selon lequel tout changement dans le bilan radiatif net (par exemple l'intensification de l'effet de serre) a tendance à produire un changement de température plus important près des pôles que la moyenne planétaire. C'est ce que l'on appelle communément le rapport entre le réchauffement polaire et le réchauffement tropical.
Dernier maximum glaciairevignette|redresse=1.7|Les calottes glaciaires continentales sont en gris. Les températures de surface des océans les plus basses sont en bleu, aux hautes latitudes ; en jaune, celles des océans tropicaux, inférieures de 2°C à 3°C par rapport à l'époque actuelle Le dernier maximum glaciaire (DMG) est la période au cours de laquelle le froid a atteint son ampleur maximale, à la fin de la dernière période glaciaire. Il est marqué par une extension extrême des calottes de glace et par un niveau des mers minimal.
Circulation thermohalinevignette|300px|La circulation thermohaline mondiale correspond au couplage de plusieurs cellules de convection océaniques et participe à la redistribution de la chaleur. vignette|Animation de la circulation thermohaline. La circulation thermohaline, appelée aussi circulation océanique profonde, est la circulation océanique engendrée par les différences de densité (masse volumique) de l'eau de mer, à l'origine de courants marins de profondeur. Ces différences de densité proviennent des écarts de température et de salinité des masses d'eau, d'où le terme de thermo et halin .
