Termodinamik; ısı, iş, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişki ile ilgilenen bilim dalıdır. Basit bir ifadeyle termodinamik, enerjinin bir yerden başka bir yere ve bir biçimden başka bir biçime transferi ile ilgilenir. Bu süreçteki anahtar kavram, ısının, belirli bir mekanik işe denk gelen bir enerji biçimi olmasıdır.
Meteoroloji mühendisliğinin temel konusu atmosfer olayları ve atmosferdeki olayların yeryüzündeki etkileri üzerine araştırma ve eğitim yapmaktır. Meteoroloji mühendisleri çalıştığı kurumlarda geniş coğrafi alanlarda sıcaklık, yağış, basınç, nem, don vb. yönlerden meydana gelen değişmeleri inceler, bölgelerin sıcaklık, yağış, basınç, nem, uçuş, haritalarını hazırlarlar. Hava değişikliklerini önceden kestirmeye çalışır; atmosferdeki elektrik ve nem mekanizması üzerinde incelemeler yapar. Meteoroloji mühendislerinin uçuş hareket uzmanlığı, rüzgâr ve güneş enerjisi gibi konularda özel sektörde çalışma imkânları giderek artmakta ve şu an hem özel sektör, hem de kamu kurum ve kuruluşlarında önemli miktarda meteoroloji mühendisi açığı bulunmaktadır.
Troposfer, atmosferin yere temas eden en alt katıdır. Bu katmanda yerden yükseldikçe sıcaklık düşer. Gazların en yoğun olduğu kattır. Kalınlığı kutuplarda 6, ekvatorda 16 km. civarındadır ve mevsimlere göre değişiklik gösterir.
İklim, bir yerde uzun bir süre boyunca gözlemlenen sıcaklık, nem, hava basıncı, rüzgâr, yağış, yağış şekli gibi meteorolojik olayların ortalamasına verilen addır. Hava durumundan farklı olarak iklim, bir yerin meteorolojik olaylarını uzun süreler içinde gözlemler. Bir yerin iklimi o yerin enlemine, yükseltisine, yer şekillerine, kalıcı kar durumuna ve denizlere olan uzaklığına bağlıdır. İklimi inceleyen bilim dalına klimatoloji adı verilir. İklim türleri, sıcaklık ve yağış rejimi gibi durumlara bakılarak sınıflandırılabilir. Ancak günümüzde en çok kullanılan sınıflandırma sistemi, aslen Wladimir Köppen tarafından geliştirilmiş olan Köppen iklim sınıflandırmasıdır.
Yağmur, atmosferik su buharından yoğunlaşan ve daha sonra yerçekiminin etkisiyle düşen su damlacıklarıdır. Yağmur, su döngüsünün önemli bir bileşenidir ve Dünya'daki tatlı suyun çoğunun birikmesinden sorumludur. Hidroelektrik santralleri, mahsul sulama ve birçok ekosistem türü için uygun koşullar için su sağlar.
Atmosfer veya havaküre, Dünya'nın kütleçekimi ile gezegenin çevresini sarmalayan gaz tabakası. Yaklaşık %78'i azot, %21'i oksijen, %0,93 argon, %1 su buharı ve kalan kısmı diğer bazı gazların karışımından oluşmuştur. Bu gaz karışımına genel olarak hava adı verilir. Atmosfer, Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüşü nedeniyle kutuplarda ince (alçak), Ekvator'da geniştir.
Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş'in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 107 W/m2dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 (Watt/m2) değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.
Yağış, hava kütlelerinin soğuk bir hava tabakası ile karşılaşarak, soğuk bir yerden geçerek ya da yükselerek soğuması sonucunda içerisindeki su buharının yoğuşarak sıvı veya katı halde yeryüzüne inmesi olayıdır. Plüvyometre adı verilen bir âletle ölçülür. Yıllık yağış miktarı mm, cm ve m olarak, günlük yağış miktarı ise kg/m² ile ifade edilir. Yıllık toplam yağış miktarının bir alanda oluşturduğu yükseklik baz alındığı için uzunluk birimleriyle ifade edilir. Birçok farklı formda meydana gelebilir, bunlar yağmur, kar, graupel, dolu ve sulusepkendir.
Kırmızı dev, yıldız evriminin geç aşamalarında ve düşük ya da orta kütlede olan bir dev yıldız. 4.700 °C ya da daha düşük sıcaklıkta olabilir. Dış atmosferi şişkin ve seyrektir. Kırmızı devin dış görünümü sarı-turuncudan kırmızıya uzanabilmektedir ve K ve M tayfsal tipini içerir ayrıca S sınıfı yıldız ve karbon yıldızı.
Konveksiyonel yağış ısınan hava parselinin, her 300 metre mesafede adyabatik olarak 3 derece soğuyarak içeriğindeki nemin yoğunlaşması sonucu oluşan kümüliform bulutlarının neden olduğu yağıştır. Yükselen hava parselinin sıcaklığı çevredeki havadan daha sıcak olduğu müddetçe hava yükselmeye devam eder ve parselin daha sıcak olduğu atmosfer tabakalarında hava kararsızdır. Çevresel sıcaklık ile parsel sıcaklığının birbirine eşit olduğu yükseklik denge seviyesi olarak adlandırılır. Denge seviyesinden itibaren hava kararlıdır ve aşağı yönlü hava akımı başlar. Denge seviyesi ne kadar yüksekte bulunursa, kümülonimbus bulutlarının dikey gelişme imkânı bir o kadar fazladır. Parsel sıcaklığı ile çevresel sıcaklık arasındaki fark çok fazla olan bir bölgede, dikey rüzgâr da fazla olduğundan oluşabilecek konvektif bir fırtınanın hortum ve dolu yapma kabiliyeti artar.
İşbâ ya da çiy noktası, bir gaz içinde bulunan serbest nemin içinde bulunduğu veya etrafında bulunduğu cisimlerin yüzeyinde yoğunlaşarak su (sıvı) durumuna geçmeye başladığı sıcaklık derecesidir.
Kümülonimbus (Cb), kümülüs bulutlarının dikey olarak gelişerek büyümesiyle oluşan konvektif fırtına bulutu. Tabanı 4 km altında bulunur. Kümülonimbus tek başına, gruplar halinde veya soğuk cephe hattı boyunca termodinamik kararsızlığa bağlı olarak cumulus congestus bulutundan gelişebilir.
Süper hücre, atmosferin yukarı seviyelerindeki açısal rüzgâr yön değişiminin fazla olduğu aşırı termodinamik kararsızlığa bağlı olarak dikey rüzgârların fazla olduğu bölgelerde ortaya olan kuvvetli bir oraj biçimidir.
Etkin sıcaklık genel olarak bir cismin emisyon eğrisi ya da dalga boyu fonksiyonu, bilinmediği zaman, o cismin sıcaklık değerini tahmin etmek amacıyla kullanılır. Yıldız ya da gezegen gibi bir cismin etkin sıcaklığı, bir kara cismin yaydığı toplam radyasyon enerjisinin bu cismin yaydığı enerjiye eşit olduğu zamanki sıcaklık değeridir.
Statik elektrik, bir maddenin içerisindeki ya da yüzeyindeki elektrik yüklerinin oransızlığı olarak tanımlanmaktadır. Yük, elektrik akımı ya da elektriksel deşarj tarafından uzağa hareket etmeye başlayacağı zamana kadar aynen kalır. Statik elektrik, elektrik telleri ya da diğer iletkenler boyunca akan ve enerji aktaran elektrik akımının tam aksi olarak adlandırılmaktadır.
Atmosferik termodinamik, dünya üzerindeki ısının, iklim veya hava koşulları dahilinde işe dönüşmesini inceleyen alandır. Klasik termodinamikin kurallarını takip eden atmosferik termodinamik nemli hava,bulutların oluşumu, astronomik conveksiyon, sınır tabakası meteorolojisi,ve atmosferdeki dikey durağanlık gibi fenomenlerin üzerinde çalışır. Atmosferik termodinamik şemalarfırtına tahmin araçlarının geliştirilmesinde kullanılır. Atmosferik termodinamik Sayısal hava modellerinde bulut mikrofizik ve konveksiyon (iklim) parametrizasyonlara için bir temel teşkil eder ve pek çok iklimi göz önünde tutmak için kullanılır buna konvektif –denge iklimi modeli de dahil.
Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.
Bulut fiziği, fiziksel işlemlerdeki çalışmalardır ve bu oluşuma, büyümeye ve atmosfer bulutlarının çökelmesine yol açar. Bulutlar sıvı suyu mikroskobik damlacıklar halinde içerir, buzların küçük kristalleri veya ikisi de. Bulut damlacıkları başlangıçta su buharının yoğunluğunun yoğun çekirdeğin üzerinde olmasıyla oluşur aynı zamanda Köhler teorisine göre havanın aşırı doymuşluğu kritik değeri aşar. Kelvin etkisinden dolayı bulut yoğunlaşma çekirdeği bulut damlacıkları formasyonu için gereklidir, eğimli yüzeyden dolayı bu buhar basıncındaki doyma ile tasvir edilebilir. Küçük çapta, aşırı doymuşluk miktarı yoğunlaşmanın çok büyük olması için gereklidir, bu doğal bir şekilde gerçekleşmez. Raoult ilkesi, çözelti nasıl buhar basıncına bağlı bunu tasvir eder. Yüksek konsantrasyonda, bulut damlacıkları küçük olduğunda, çekirdeğin oluşumu dışından küçük olması aşırı doymuşluk gerektirir.
Atmosfer bilimi, Dünya atmosferi ve içinde gerçekleşen fiziksel süreçlerinin incelenmesidir. Meteorolojinin kapsamında atmosferik kimya ve atmosfer fiziği bulunmasıyla beraber, ana odağı hava tahminidir. İklim bilimi, hem doğal hem de antropojenik iklim değişkenliği nedeniyle ortalama iklimleri ve bunların zaman içerisindeki değişimlerini tanımlayan atmosferik değişikliklerin incelenmesidir. Aeronomi, ayrışma ve iyonlaşmanın önem arz ettiği atmosfer üst katmanlarının incelenmesidir. Atmosfer bilimi, gezegen bilimi alanına, güneş sistemindeki gezegenlerin ve doğal uyduların atmosferlerinin incelenmesine kadar genişletilmiştir.
Downburst veya aşağı yönlü hava patlaması, oraj veya sağanaktan kaynaklanan kuvvetli ve aşağıya doğru olan yerel hava hareketidir. Serin veya soğuk havanın dışarıya doğru gerçekleşen bu patlaması, yer ve yere yakın seviyelerde yere çarptıktan sonra yatay olarak yayılıp kuvvetli rüzgarla birlikte hasar yaratır.