Ilmu cuaca atau meteorology (meteorology) dan ilmu iklim atau klimatologi (climatology) adalah dua cabang ilmu pengetahuan (fisika) yang membahas proses dan gejala yang terjadi di atmosfer bumi.

Meteorology (bahasa Yunani : meteoros atau ruang atas, yakni atmosfer; logos atau ilmu), adalah cabang ilmu pengetahuan yang membahas pembentukan dan gejala perubahan cuaca serta fisika yang berlangsung di atmosfer.  Proses fisika tersebut berlangsung sangat dinamis, rumit dan terus menerus.  Akibatnya cuaca senantiasa berubah menurut ruang dan waktu.  Ilmu cuaca mendasarkan penggunaan ilmu fisika dan matematika untuk menganalisis perubahan atmosfer.

Klimatologi atau ilmu iklim yakni cabang ilmu pengetahuan yang membahas sintesis atau statistic unsur-unsur cuaca hari demi hari dalam periode beberapa tahun di suatu tempat atau wilayah tertentu.  Sintesis unsur-unsur cuaca meliputi nilai rata-rata, maksimum dan minimum, frekuensi kejadian nilai unsur cuaca tertentu dan penyimpangannya.  Mengingat besarnya pengaruh fisiografi (tata bumi) terhadap sifat cuaca dalam jangka panjang maka dalam ilmu iklim ditekankan pemahaman penggunaan ilmu fisika, statistika dan geografi.

Pembagian Ilmu Iklim

Klimatologi dapat dibagi menjadi berbagai cabang keilmuan iklim berdasarkan :

1. Metode pendekatan keilmuan
2. Ruang lingkup di atmosfer
3. Pemanfaatannya.

Mengingat bahwa iklim adalah suatu sumber daya yang penggunaannya sangat luas dan pada berbagai bidang kegiatan, maka metode pendekatannya, ruang lingkup serta pemanfaatannya sangat beragam.

Berdasarkan pendekatan keilmuan, terdapat empat cabang klimatologi sebagai berikut :

1. Klimatograf

Klimatologi yang pembahasannya secara deskriptif (apa adanya) berdasarkan data, peta dan gambar/photo.  Umumnya dikembangkan oleh para pakar ilmu bumi (geografi)

2. Klimatologi Fisik

Klimatologi yang membahas perilaku dan gejala-gejala cuaca yang terjadi di atmosfer dengan menggunakan dasar-dasar ilmu fisika dan matematika.  Tinjauannya ditekannkan pada neraca energy dan neraca air antara bumi dan atmosfer

3. Klimatologi dinamik

Klimatologi yang membahas pergerakan atmosfer dalam berbagai skala, terutama tentang peredaran atmosfer umum diberbagai wilayah di seluruh dunia

4. Klimatologi terapan

Klimatologi yang membahas penerapan ilmu iklim untuk memecahkan berbagai masalah praktis yang dihadapi masyarakat.  Berikut adalah beberapa contoh klimatologi terapan :

1. Klimatologi pertanian atau Agroklimatologi (Agricultural Climatology)
2. Klimatologi Perkotaan (Urban Climatology)
3. Klimatologi Kelautan (Marine Climatology)
4. Klimatologi Bangunan (Building Climatology)
5. Bioklimatologi (Bioclimatology).

Berdasarkan ruang lingkup atmosfer yang dibahas, terdapat tiga macam klimatologi dengan rincian :

1. Mikroklimatologi, yakni ilmu iklim yang membahas atmosfer sebatas ruang antara perakaran hingga sekitar puncak tajuk tanaman, atau sifat atmosfer di sekitar permukaan tanah.  Unsur-unsur iklim tersebut mudah terpengaruh oleh perubahan pemanasan dan pendinginan permukaan tanah dan benda atau tumbuhan setempat
2. Meso klimatologi, yaitu klimatologi yang membahas perilaku atmosfer dalam daerah yang relative sempit, tetapi pola iklimnya sudah berbeda dari iklim wilayah sekitarnya.  Sebagai contoh adalah iklim perkotaan dan iklim pada daerah badai.  Skala iklim meso berkisar antara 0 – 100 km
3. Makro klimatologi adalah klimatologi yang menekankan pembahasannya pada penelaahan iklim daerah luas dan skala besar.  Wilayah lingkupnya mulai batas ruang iklim mikro hingga puncak atmosfer, serta meliputi seluruh dunia.  Factor pengendali utama massa udara antara benua dan samudera.

Mekanisme Pembentukan Cuaca dan Iklim

Penyerapan energy surya oleh permukaan bumi mengaktifkan molekul gas atmosfer sehingga terjadilah pembentukan cuaca.  Perubahan sudut dating sinar surya tiap saat dalam sehari dan tiap hari dalam setahun pada titik lokasi di bumi mengakibatkan perubahan jumlah energy surya.  Akibatnya terjadi perubahan cuaca diurnal (selama 24 jam) dan perubahan tiap bulan dalam setahun.  Perubahan tersebut antaralain meliputi pemanasan dan pendinginan udara, peningkatan dan penurunan tekanan udara, gerakan vertical dan horizontal udara (angin) penguapan dan kondensasi uap air (pengembunan), pembentukan awan dan prespitasi (hujan, salju), menjadi kering atau menjadi lembab serta proses perubahan cuaca lainnya.

Keadaan sesaat dari cuaca serta perubahannya dapat dirasakan (kualitatif) dan diukur (kuantitatif) berdasarkan perubahan fisika atmosfer, yang kita namai unsur iklim (weather elements).  Nilai rata-rata jangka panjangnya kita namai unsur iklim (climatic elements).  Aktivitas dan gerakan atmosfer lebih jauh dipengaruhi atau dikendalikan oleh factor lingkungan seperti fisiografi bumi, potensi tempat dan percampuran udara dengan atmosfer lain pada lintasannya.  Factor lingkungan tersebut selanjutnya disebut factor pengendali cuaca atau factor pengendali iklim (climatic controls).

Manfaat Informasi Cuaca dan Iklim

Cuaca dan iklim adalah factor lingkungan yang besar pengaruhnya terhadap kehidupan makhluk hidup.  Oleh sebab itu, informasi berupa data atau keterangan tentang cuaca dan iklim akan sangat diperlukan.  Data yang benar dan lengkap, melalui analisis meteorology dan klimatologi akan membuka kejelasan tentang gejala dan perilaku cuaca maupun keadaan iklim setempat serta dapat membuat manusia melakukan usaha optimasi bidang kegiatannya.  Akibat yang tidak diinginkan dapat dihindari sehingga cuaca atau iklim setempat tidak menjadi factor pengganggu maupun pembawa bencana.  Dengan penerapan ilmu dan teknologi yang tepat, cuaca dan iklim dapat menjadi sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan.

Kajian meteorology dan klimatologi yang benar akan mengubah pandangan kita terhadap cuaca dan iklim dari factor penghambat menjadi factor penunjang yang sangat bermanfaat dalam hal perencanaan, pelaksanaan dan pendugaan hasil pada berbagai kegiatan.  Penerapan ilmu cuaca dan iklim tersebut diantaranya pada bidang pertanian, kehutanan, peternakan, perikanan, kelautan, teknik sipil, kesehatan, perhubungan serta pertahanan negara.

Tiga manfaat pokok dari informasi data cuaca dan iklim, yakni :

1. Meningkatkan kewaspadaan terhadap akibat-akibat negative yang dapat ditimbulkan oleh keadaan cuaca/iklim yang ekstrem misalnya kekeringan, banjir serta angin kencang
2. Menyesuaikan diri atau berusaha untuk menyelenggarakan kegiatan dan usaha yang serasi dengan sifat cuaca dan iklim sehingga terhindar dari hambatan atau kerugian yang diakibatkannya
3. Menyelenggarakan kegiatan dan usaha di bidang teknik, social dan ekonomi dengan menerapkan teknologi pemanfaatan sumber daya cuaca dan iklim.

Tabel contoh unsur cuaca/iklim dan satuannya

Unsur cuaca/iklim	Satuan SI	Satuan lama
Kerapatan fluks radiasi surya Lama penyinaran surya Suhu udara dan tanah Tekanan udara Kelembaban udara Keawanan Curah huja Penguapan Kecepatan angin Arah angin (0)	W m2 Jam 0C Pa % Persepuluhan mm mm km jam-1, m s-1 Derajat mata angin (0)	cal cm-2men-1 jam, % 0C, 0F, 0R mb, mmHg % oktaf mm, inch mm, inch km jam-1, knot derajat mata

 

Pustaka : Handoko.  1993.  Klimatologi Dasar (Landasan pemahaman fisika atmosfer dan unsur-unsur iklim. PT Dunia Pustaka Jaya ; Jakarta.  Halaman 4 – 11. ((Diakses oleh Falakuna, 13 Desember 2018 Semarang pada laman https://bagiilmuyuk.wordpress.com/2013/03/07/meteorologi-dan-klimatologi/)