La météorologie est l’étude des phénomènes atmosphériques prévus à court terme (jours, semaines).

Le climat est l’ensemble de moyennes de grandeurs atmosphériques (température, pression, degré d’hygrométrie, nébulosité, pluviométrie, vitesse et direction des vents…) observées dans une région donnée pendant une période donnée.

La climatologie est l’étude des variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles…). Il existe plusieurs indicateurs du climat global : température moyenne de la Terre, volume des océans, étendue des glaces et des glaciers... Le climat de la Terre varie naturellement (sans influence des activités humaines) sur les échelles de temps.

Depuis plus d’un siècle, un réchauffement climatique global (environ +1°C) est observé. Il est dû à l’augmentation du forçage radiatif (différence entre l'énergie radiative reçue et l'énergie radiative émise) due aux émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère ($\rm CO_2$, $\rm CH_4$, $\rm N_2O$ et vapeur d’eau). Lorsque la concentration des GES augmente, l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement thermique infrarouge émis par la surface de la Terre. Ce qui augmente la puissance radiative reçue par le sol de la part de l’atmosphère donc perturbe l’équilibre radiatif. Il en résulte une augmentation de la température moyenne à la surface de la Terre et une montée du niveau des océans suite au stockage de l’énergie supplémentaire par les océans, par l’air et les sols.

Plusieurs effets de rétroaction font évoluer la température terrestre moyenne. On distingue les rétroactions :

  • positives qui augmentent la température terrestre moyenne (augmentation de la concentration en GES, fonte des glaces...).
  • négatives qui diminuent la température terrestre moyenne (accroissement de la végétalisation...).