Proxy (climat)vignette|280x280px| Reconstructions de la température globale des 2000 dernières années, en utilisant un composite de différentes méthodes proxy Dans l'étude des climats passés (« paléoclimatologie »), les proxys climatiques sont des caractéristiques physiques préservées du passé qui permettent de pallier l'absence de mesures météorologiques directes et permettent aux scientifiques de reconstituer les conditions climatiques sur une plus longue partie de l'histoire de la Terre.
Optimum climatique médiévalvignette|Reconstructions des températures de l'hémisphère nord depuis 2000 ans. vignette|Reconstruction paléoclimatique utilisant de multiples « enregistrements climatiques », d'après des données recueillies par le GIEC dans son rapport de 2006. L'optimum climatique médiéval, parfois appelé réchauffement climatique de l'an mille ou embellie de l'an mille, est une période de climat inhabituellement chaud localisé sur les régions de l’Atlantique nord et ayant duré du s approximativement.
Registre de températurevignette|400px|Graphique des écarts des températures globales moyennes de surface par rapport à la moyenne 1961-1990 (basé sur les données du MetOffice). Le registre de température montre les fluctuations de la température de l'atmosphère et les océans au travers des différentes périodes de temps. L'information la plus détaillée existe depuis 1850, lorsque les mesures méthodiques fondées sur des thermomètres ont commencé. Il existe de nombreuses estimations de températures depuis la fin de la glaciation du Pléistocène, en particulier pendant l'époque courante de l'Holocène.
PrécipitationsLes précipitations désignent toutes les formes de l'eau à l'état liquide ou solide provenant de l'atmosphère. Ces hydrométéores (cristaux de glace ou gouttelettes d'eau), ayant été soumis à des processus de condensation et d'agrégation à l'intérieur des nuages, sont devenus trop lourds pour demeurer en suspension dans l'atmosphère et tombent au sol ou s'évaporent en virga avant de l'atteindre. Les précipitations se caractérisent par trois principaux paramètres : leur volume, leur intensité et leur fréquence qui varient selon les lieux et les périodes (jours, mois ou années).
Relevés de température instrumentaleLes relevés de température instrumentale fournissent la température du système climatique de la Terre à partir du réseau historique de mesures in situ de la température de l'air en surface, et de la température de la surface des océans. Les données sont collectées dans des milliers de stations météorologiques, de bouées et de navires dans le monde entier. Le plus vieux relevé de température est une série de données météorologiques en Angleterre, qui a commencé en 1659. Les relevés à l'échelle quasi-planétaire ont lieu depuis 1850.
Dendrochronologiethumb|Observation d'un échantillon pour une étude dendrochronologique Branche de la dendrologie, la dendrochronologie (du grec ancien δένδρον, dendron, « arbre », χρόνος, khronos, « temps » et -λογία, -logie, « discours ») est une méthode scientifique permettant en particulier d'obtenir des datations de pièces de bois à l’année près en comptant et en analysant la morphologie des anneaux de croissance (ou cernes) des arbres. Elle permet également de reconstituer les changements climatiques et environnementaux.
Stable isotope ratioThe term stable isotope has a meaning similar to stable nuclide, but is preferably used when speaking of nuclides of a specific element. Hence, the plural form stable isotopes usually refers to isotopes of the same element. The relative abundance of such stable isotopes can be measured experimentally (isotope analysis), yielding an isotope ratio that can be used as a research tool. Theoretically, such stable isotopes could include the radiogenic daughter products of radioactive decay, used in radiometric dating.
Variabilité et changements climatiquesLa variabilité climatique correspond à tous les changements du système climatique qui persistent plus longtemps qu'un évènement météorologique. Un changement climatique est une modification durable (de la décennie au million d'années) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus intrinsèques à la Terre, à des influences extérieures ou, plus récemment, aux activités humaines.
Hygrométrievignette|Diagramme de l'air humide à 1013,25 hPa. L’hygrométrie est la science qui a pour objet la mesure de la quantité de vapeur d'eau contenue de l'air humide ; elle ne prend pas en compte l'eau présente sous forme liquide ou solide. L'air humide est un mélange, en proportion variable, d'air sec et de vapeur d'eau. L’hygrométrie est étudiée notamment par les météorologues, thermiciens et ingénieurs du génie des procédés. Il s'agit d'un cas particulier de la psychrométrie qui étudie plus généralement les mélanges gaz-vapeurs de deux espèces différentes.
Oscillation décennale du Pacifiquethumb|upright=1.5|Diagramme des anomalies de température causées par La Niña et l’oscillation décennale du Pacifique en avril 2008 (Source : NASA) L’oscillation décennale du Pacifique (ODP) (en anglais Pacific decadal oscillation (PDO)) est une variation de la température de surface de la mer dans le bassin de l’océan Pacifique qui déplace la trajectoire des systèmes météorologiques de manière cyclique sur une période de plusieurs décennies, habituellement de 20 à 30 ans.
