في الآونة الأخيرة، ركّز علماء المناخ في أبحاثهم بشكل متزايد على التغيّرات في مناخ الأرض التي حدثت منذ العصر الصناعي، إذ قد أصبحت الأرض أكثر دفئا مع توسّع الصناعة البشرية وإطلاق المزيد من الكربون في الغلاف الجوي، وهذا التأثير، الذي يُسمى الاحتباس الحراري، هو موضوع دراسة مهم بشكل خاص لعلماء المناخ. ومن خلال دراسة ظواهر علم المناخ، يستطيع علماء المناخ أن يفهموا ويتوقّعوا بشكل أفضل التأثير طويل المدى لتغير المناخ الذي يُسبّبه الإنسان.

علم المناخ هو علم دراسة الغلاف الجوي وأنماط الطقس على مر الزمن، ويركّز هذا المجال من العلوم على تسجيل وتحليل أنماط الطقس في جميع أنحاء العالم وفهم الظروف الجوية المسبّبة لها.

ويمكن إرجاع الدراسات الأولى للمناخ إلى اليونان القديمة، لكن علم المناخ كما هو معروف الآن لم يظهر إلا مع ظهور العصر الصناعي في القرن التاسع عشر.

ويسعى علماء المناخ إلى فهم ثلاثة جوانب رئيسية للمناخ، وهي:

الجانب الأول: أنماط الطقس التي تحكم الظروف الطبيعية في مناطق مختلفة في جميع أنحاء العالم.

الجانب الثاني: العلاقة بين الجوانب المختلفة للطقس، مثل درجة الحرارة وأشعة الشمس.

الجانب الثالث: الطريقة التي يتغيّر بها الطقس بمرور الوقت.

وأظهرت نتائج هذا النوع من الأبحاث أن الأنشطة البشرية تُؤثّر على المناخ العام للأرض، كما هو الحال مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية. ونتيجة لذلك، يدرس علماء المناخ أيضا الأسباب البشرية لتغير المناخ، إذ أنهم مهتمّون بشكل خاص بالأنشطة التي تطلق الغازات الدفيئة وارتباطها بالاحتباس الحراري.

وبالإضافة إلى ذلك، ينظر علماء المناخ إلى التغيّرات الطبيعية في الهواء والتيارات المحيطية، مثل ظاهرة النينيو والنينيا، وهي مراحل في دورة متقلّبة من درجة حرارة الهواء ومياه المحيط فوق المحيط الهادئ.

ويؤثر التذبذب بين مرحلتي النينيو الدافئة ومراحل النينيا الباردة على المناخات في جميع أنحاء العالم، إذ تُؤدي أنماط تيارات المحيط هذه إلى تغيّرات في الفرق الطبيعي بين درجات حرارة الغلاف الجوي ودرجات حرارة المحيط. ويأخذ العلماء في الاعتبار أيضا تأثيرات النشاط الشمسي والتغيّرات في الطاقة الشمسية على المناخ مع مرور الوقت.

ويمكن أن تُسهم بعض الأحداث الطبيعية في ظاهرة الاحتباس الحراري، مثل الانفجارات البركانية، والتي تطلق كميات كبيرة من الرماد والمواد الأخرى في الغلاف الجوي. وعلى الرغم من أن هذه الأحداث تحمي الأرض من الإشعاع الشمسي من خلال إطلاق كميات كبيرة من الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، إلا أن الغازات الدفيئة نفسها تُسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري. ومع ذلك، فإن الكثير من تغير المناخ الذي يدرسه علماء المناخ يرتبط بالنشاط البشري، خاصة استخدام البشر للوقود الأحفوري الذي يُعد المُساهم الرئيس في انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي.

في بعض الأحيان يتم الخلط بين علم المناخ وبين علم الأرصاد الجوية، والذي يُعرف على أنه علم دراسة الطقس والتوقّع به، إلا إن علم المناخ يُركّز بشكل أساسي على العوامل الطبيعية والاصطناعية التي تُؤثّر على أنماط الطقس على المدى الطويل. ويطلق على العلماء المتخصّصين في هذا المجال علماء المناخ، بينما يستخدم علماء الأرصاد الجوية المبادئ العلمية لفهم أو شرح أو مراقبة أو التوقّع بظواهر الغلاف الجوي للأرض و/أو كيفية تأثير الغلاف الجوي على الأرض والحياة على الكوكب.

ويدرس عالم المناخ الظروف الجوية المتوسطة على مدى فترة طويلة من الزمن، في حين يُركّز عالم الأرصاد الجوية على الأحداث الجوية قصيرة المدى التي تستمر لمدة تصل إلى بضعة أسابيع. كما يدرس علماء المناخ طبيعة المناخات محليا وعالميا، والعوامل الطبيعية والبشرية التي تتسبّب بتغير المناخ.

يُعد علم المناخ الحيوي “Bioclimatology” فرعا من علوم المناخ، إذ أنه يتعامل مع تأثيرات البيئة المادية على الكائنات الحية على مدى فترة طويلة من الزمن. وبالرغم من أن العالِم “أبقراط” تطرّق إلى هذه الأمور قبل 2000 عام في أُطروحته عن الهواء والمياه والأماكن، فإن علم المناخ الحيوي ما زال حديثا نسبيّا، وقد تطوّر ليصبح مجالا مهما للدراسة خلال ستينيات القرن الماضي، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى القلق المتزايد بشأن تدهور البيئة.