Наблюденията на времето и могат да бъдат директни, или косвени.

Косвените се извличат чрез други наблюдения, като напр. тези, на дървесните кръгове, кораловите острови, или ледените профили.

Наред с това, климатичните наблюдения могат да бъдат групирани според начина на провеждане – „на място“ (in situ), или дистанционно.

Климатични фактори

Сензори на автоматична метеорологична станция

Наблюденията „на място“ измерват само параметрите на непосредствената метеорологична среда.

Те се извършват чрез специализирани метеорологични сензори, инсталирани в метеорологични станции, или чрез т.нар.метеорологични балони с радиосонди.

Дистанционните наблюдения, за разлика от измерванията „in situ“, измерват от разстояние, най-често далеч от мястото на инструмента. Те осигуряват информация за свойствата на даден обект, без да влизат във физически контакт с него. Двете основни техники за дистанционно наблюдение на времето и климата са:

• Активно наблюдение – когато към обекта на наблюдение се излъчва се сигнал и неговото отражение се засича от измерващия инструмент;
• Пасивно наблюдение – когато отражението на слънчевата светлина (или друг външен източник на радиация), и/или излъчването на радиация от самия обект, се засича от измерващия инструмент.

Инструментите за дистанционно наблюдение се монтират на отдалечени платформи – сателити, самолети и др., но могат да бъдат и наземни (например, метеорологичните радари/лидари).

Метеорологичен радар

Климатично моделиране

Климатичният/метеорологичният модел е числено представяне на климатичната система, базирано на физичните, химичните и биологичните свойства на нейните компоненти и взаимодействията им. Той представлява система от диференциални уравнения, съблюдаващи основните закони на физиката, химията и движението на флуидите.

За целите на климатичното/метеорологичното моделиране Земята условно е покрита с 3-измерна мрежа от клетки, за всяка от които алгоритмите на модела се попълват със специфичните природни параметри, характерни за тази клетка (видео).

Докато метеорологичният модел прогнозира времето до около 15 дена напред, то климатичният модел може да установи многогодишни бъдещи или минали тенденции.

Моделните подходи за генериране на климатични данни се поделят на:

• ре-аналитични;
• сезонни до декадни прогнози (S2D);
• моделни проекции на климата.