miniatura|upright=1.5|Zones climàtiques del món segons la classificació climàtica de Köppen El clima és el conjunt de condicions mitjanes del temps meteorològic a llarg termini, que generalment es calculen sobre un període de 30 anys. Entre les variables meteorològiques que se solen mesurar hi ha la temperatura de l'aire, la humitat relativa de l'aire, la pressió atmosfèrica, el vent i la precipitació. En un sentit més ampli, el clima és l'estat dels components del sistema climàtic, que també inclou els oceans i el gel de la Terra. Els factors que influeixen en el clima de cada regió són la latitud, el terreny i l'altitud, així com les eventuals masses d'aigua pròximes i els seus corrents. En termes més generals, el «clima» d'una regió és l'estat general del seu sistema climàtic en el moment actual.
Els climes es poden classificar segons els valors mitjans i intervals típics de les diverses variables, que generalment són la temperatura i la precipitació. La classificació climàtica de Köppen fou el sistema més usat durant molt de temps. El sistema de Thornthwaite, presentat el 1948, incorpora l'evapotranspiració a les dades de temperatura i precipitació i serveix per estudiar la biodiversitat i els efectes del canvi climàtic sobre ella. El sistema de Bergeron i el sistema de classificació espacial sinòptic se centren en l'origen de les masses d'aire que determinen el clima de cada regió.
La climatologia és la ciència que estudia els climes i els fenòmens atmosfèrics d'un país, a una latitud i a una altitud determinades. La ciència del clima que estudia els factors que el produeixen, els elements que el formen, la distribució que té sobre la superfície de la Terra i la influència que exerceix sobre els éssers vius. La climatologia opera amb dades procedents de les observacions meteorològiques durant llargs períodes (30-35 anys), de les quals n'extreu els valors mitjans i els valors extrems, les oscil·lacions periòdiques i la freqüència o repetició dels fenòmens atmosfèrics. Amb aquestes dades elabora mapes, gràfiques i diagrames que reflecteixin les condicions climàtiques d'un lloc determinat.
La paleoclimatologia és l'estudi del clima dels períodes anteriors a la invenció dels instruments dedicats a les observacions meteorològiques. Com que hi ha molt poques observacions directes del clima d'abans del , els paleoclimes es reconstrueixen a partir d'indicadors que inclouen proves geològiques, com ara els sediments lacustres i els testimonis de gel, i biològiques, com ara els anells dels arbres i els coralls. Els models climàtics són models matemàtics dels climes del passat, el present i el futur. El clima pot canviar en períodes curts o llargs com a resultat de diversos factors.Per a més informació sobre l'episodi d'escalfament recent, vegeu Escalfament global antropogènic. L'escalfament global condueix a redistribucions. Per exemple, «un canvi de 3 °C en les temperatures anuals mitjanes correspon a un desplaçament de les isotermes d'aproximadament 300-400 km en termes de latitud (a la zona temperada) o 500 m en termes d'elevació. Així doncs, s'espera que les espècies pugin a altituds superiors o migrin cap als pols en resposta a aquests canvis en les zones climàtiques».
Definició miniatura|upright=2.1|Mapa generalista de les temperatures globals amb un diferencial de fred i calor senzill miniatura|upright=2.1|El mateix mapa, amb tres graus de diferencial de temperatura La paraula «clima» deriva del mot grec antic κλίμα (klima), que significa ‘inclinació’. Se sol definir com el conjunt de condicions mitjanes del temps meteorològic a llarg termini. El període d'observacions estàndard és de 30 anys, però se'n poden utilitzar d'altres segons l'objectiu que es persegueixi. El clima també inclou estadístiques que no són valors mitjans, com ara la magnitud de les variacions d'un dia a l'altre o d'un any a l'altre. El Tercer Informe d'Avaluació del Grup Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC) n'ofereix la definició següent:
L'Organització Meteorològica Mundial (OMM) descriu les normals climàtiques com a «punts de referència que utilitzen els climatòlegs per comparar les tendències climatològiques actuals amb les del passat o amb allò que es considera «normal». Una normal es defineix com la mitjana aritmètica d'un element del clima (p. ex.: temperatura) al llarg d'un període de 30 anys. Es fa servir un període de 30 anys perquè és prou llarg per filtrar les variacions interanuals i les anomalies i, alhora, prou curt per mostrar tendències climàtiques més llargues». L'OMM sorgí de l'Organització Meteorològica Internacional, que el 1929 establí una comissió tècnica de climatologia. En la seva assemblea del 1934 a Wiesbaden (Alemanya), la comissió tècnica designà els 30 anys que van des del 1901 fins al 1930 com a període de referència per a les normals climatològiques estàndard. El 1982, l'OMM acordà actualitzar les normals basant-se en les dades d'entre l'1 de gener del 1961 i el 31 de desembre del 1990.
El climatòleg britànic Mike Hulme resumí la diferència entre el clima i el temps en la popular frase Climate is what you expect, weather is what you get El clima és allò que hom suposa que passarà, el temps és allò que acaba passant'). Hi ha una sèrie de variables que es mantenen gairebé constants al llarg de la història i determinen el clima, incloent-hi la latitud, l'altitud, la proporció de terra i aigua i la proximitat als oceans i les muntanyes. Aquestes variables geogràsfiques tarden milions anys a canviar mitjançant processos com ara la tectònica de plaques. Altres factors que influeixen en el clima tenen una naturalesa més dinàmica, com ara la circulació termohalina de l'oceà, que escalfa el nord l'oceà Atlàntic 5 °C en comparació amb altres conques. Altres corrents oceànics redistribueixen la calor entre la terra i l'aigua a una escala més regional. La densitat i el tipus de vegetació afecta l'absorció de la calor del Sol, així com la retenció d'aigua i les precipitacions a escala regional. Els canvis en la quantitat de gasos amb efecte d'hivernacle que hi ha a l'atmosfera, determinen la quantitat d'energia solar que reté el planeta i, per tant, condueixen cap a un escalfament, o bé cap a un refredament global. Les variables que determinen el clima són moltes i interactuen de maneres molt complexes, però se n'han esbrinat els principis generals, com a mínim pel que fa als factors determinants del canvi climàtic històric.
Classificacions Es fan servir diversos sistemes per classificar els climes en règims similars. El clima és un dels principals factors que afecten la vida, així que la classificació climàtica pot estar íntimament relacionada amb la classificació per biomes.
Els sistemes depenen de les dades observades que s'escullen en funció dels objectius de recerca. A l'antiga Grècia, per exemple, els era suficient basar-se en la latitud de cada lloc. Actualment tant els objectius com els mètodes són molt nombrosos, però es poden dividir entre mètodes genètics, enfocats en les causes del clima, i mètodes empírics, encarats en les conseqüències.
Els climes es poden classificar segons els valors mitjans i intervals típics de diverses variables, que generalment són la temperatura i la precipitació. La classificació climàtica de Köppen fou el sistema més usat durant molt de temps. El sistema de Thornthwaite, presentat el 1948, incorpora l'evapotranspiració juntament amb les dades de temperatura i precipitació i serveix per estudiar la biodiversitat i els efectes del canvi climàtic sobre ella.
El sistema de Bergeron i el sistema de classificació espacial sinòptic se centren en l'origen de les masses d'aire que determinen el clima de cada regió. La classificació més simple és la que considera les masses d'aire, sent la classificació de Bergeron la més àmpliament acceptada d'aquest tipus. Basada en la de Bergeron hi ha el sistema de classificació espacial sinòptic, o SSC per les seves sigles en anglès.
La classificació de Thornthwaite es basa en els aqüífers i la de Köppen pren com a referència la vegetació. La classificació climàtica de Trewartha és una versió modificada de la de Köppen que intenta redefinir els grups climàtics, més ajustats a la zonificació de la vegetació.
Una representació molt simple i usada per a identificar un clima d'un cop d'ull i per a poder comparar diversos climes és el climograma, que representa les variacions mensuals de precipitacions i de temperatura en un indret. A excepció del clima equatorial, cal un diagrama per a cada hemisferi.
Classificació de Bergeron i la classificació sinòptica espacial alt=Imatge: Classificació de Bergeron.Tipus de masses d'aire a l'hemisferi nord i el seu origen|miniatura|Imatge: Classificació de Bergeron. Tipus de masses d'aire a l'hemisferi nord segons el seu origen. La classificació de Bergeron és la forma més àmpliament acceptada de classificació de masses d'aire, centrada principalment en l'origen de les masses d'aire. Les tres lletres de la classificació de la massa d'aire especifiquen els tipus de massa d'aire.
Primera lletra descriu les propietats d'humitat; c s'utilitza per a masses d'aire continental (sec) i m per a masses d'aire marítim (humit). Segona lletra descriu la característica tèrmica de la seva regió d'origen: T per a tropical, P per a polar, A per a àrtic o antàrtic, M per a monsó, E per a l'equatorial i S per a l'aire de subsidència (aire sec format per un important moviment descendent de l'atmosfera). Tercera lletra designa l'estabilitat de l'atmosfera. k si la massa d'aire és més freda que la superfície que hi ha sota, s'etiqueta i w si és més calenta.
Durant la dècada de 1950, la identificació de la massa d'aire es va utilitzar en la previsió meteorològica que més tard es va desenvolupar per convertir-se en la climatologia sinòptica.
Sistema sinòptic espacial SSC Basat en l'esquema de classificació de Bergeron, el sistema SSC (Spatial Synoptic Classification System) inclou sis categories de masses d'aire:
Polar sec. Semblant al polar continental Sec moderat. Semblant al polar marítim Tropical sec. Semblant al tropical continental Polar humit. Semblant al polar marítim Humit Moderat. Híbrid entre el polar marítim i el tropical marítim) Tropical humit. Similar al tropical marítim, el monsònic marítim o l'equatorial marítim.
Classificació de Köppen miniatura|Classificacions climàtiques de Köppen|400x400pxCreada inicialment pel climatòleg alemany Wladimir Köppen (1918) i revisada posteriorment per ell mateix i per Rudolf Geiger, descriu cada tipus de clima amb una sèrie de lletres, normalment tres, que indiquen el comportament de les temperatures i les precipitacions. És una de les classificacions climàtiques més utilitzades a causa de la seva generalitat i senzillesa.
El sistema de classificació climàtica de Köppen es basa en el fet que la vegetació natural té una clara relació amb el clima, per la qual cosa els límits entre un clima i un altre s'estableixen tenint en compte la distribució de la vegetació. Els paràmetres per determinar el clima d'una zona són les temperatures i les precipitacions mitjanes anuals i mensuals, i l'estacionalitat de la precipitació. Divideix els climes del món en cinc grups principals: tropical, sec, temperat, continental i polar. S'identifiquen amb la primera lletra en majúscula. Cada grup es divideix en subgrups i cada subgrup en tipus de clima. Els tipus de clima s'identifiquen amb un símbol de dues o tres lletres.
Classificació de Flohn