L’altitudine è un fattore del clima perché più un luogo si trova in alto rispetto al livello del mare, minore sarà la sua temperatura: infatti, la temperatura diminuisce di 1°C circa ogni 200m di altitudine.

La distanza dal mare è un fattore climatico importantissimo, perché le grandi masse d’acqua che circondano le terre emerse hanno la capacità di trattenere e “immagazzinare” il calore che ricevono durante l’estate e di rilasciarlo lentamente quando la temperatura si abbassa, e cioè nella stagione invernale: per questo motivo, le località che si trovano sulle coste o sulle rive dei grandi laghi in inverno presentano un clima mite, e cioè non eccessivamente freddo; le regioni più interne, distanti dal mare, hanno un clima più caldo d’estate e molto rigido in inverno, solitamente caratterizzato da precipitazioni scarse.

La temperatura dell’aria è uno dei più importanti elementi del clima: si misura utilizzando il termometro, la cui scala riporta i gradi Celsius (o gradi centigradi), che sono l’unità di misura convenzionale utilizzata per stabilire la temperatura dell’aria o di un corpo. Questa scala è stata definita dal fisico svedese Anders Celsius nel Settecento, che ha preso come punti di riferimento i passaggi di stato dell’acqua: al momento in cui l’acqua passa dallo stato solido (ghiaccio) a quello liquido viene attribuita la misura di 0°C; quando l’acqua bolle, passando dallo stato liquido a quello gassoso, viene attribuita la misura di 100°C.

Ai climatologi interessano in modo particolare le temperature massime e minime raggiunte nel corso di una giornata, che permettono di calcolare la temperatura media giornaliera: per stabilire questo dato occorre sommare la temperatura minima e quella massima registrate in una stessa giornata e dividerle per due. Per determinare invece la temperatura media nell’arco di un mese è necessario calcolare le temperature medie di ogni giornata, sommarle e dividerle per il numero di giorni del mese che stiamo considerando.

L’escursione termica è un dato molto importante per stabilire le caratteristiche climatiche di una regione, ed è la differenza tra la temperatura massima e minima, che può essere misurata nell’arco una giornata (si parla in questo caso di escursione termica giornaliera o diurna) oppure nell’arco di un anno (che viene definita escursione termica annua). Se, ad esempio, in una giornata estiva la temperatura minima registrata è di 5°C e la temperatura massima di 28°C, l’escursione termica diurna sarà di 23°C.

L’umidità è l’elemento del clima che indica e misura la quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera. L’atmosfera, infatti, è una miscela di gas che contiene anche una parte di vapore acqueo, e cioè di acqua allo stato gassoso, che può essere presente in quantità e percentuali diverse: un’aria molto umida presenta un’altra percentuale di vapore acqueo, mentre un’aria secca ne contiene una percentuale più bassa. Lo strumento con cui si misura l’umidità si chiama igrometro.

L’umidità dell’aria ha come conseguenze due fenomeni del tempo meteorologico che possiamo osservare quasi quotidianamente: la formazione delle nuvole e le precipitazioni.

Le nuvole e le precipitazioni sono il risultato di un processo che avviene nell’atmosfera e che riguarda anche la temperatura; questo processo può essere distinto in quattro fasi: (1) quando il Sole riscalda l’atmosfera, l’aria tende ad aumentare di volume, a diventare più leggera e quindi a salire verso l’alto; (2) salendo verso l’alto, le masse d’aria si raffreddano; (3) a causa del raffreddamento dell’aria, il vapore acqueo in essa contenuto si condensa, trasformandosi in particelle liquide che formano le nuvole; (4) quando le particelle di vapore acqueo si raffreddano ulteriormente, si formano delle gocce sempre più pesanti che alla fine cadono verso il suolo, dando così origine alle precipitazioni.

Mentre è possibile percepire chiaramente la temperatura come una sensazione di caldo o freddo e, allo stesso modo, è possibile percepire l’umidità (vedendo le nuvole, passeggiando nella nebbia oppure bagnandosi con la pioggia), la pressione atmosferica è l’elemento del clima di cui è più difficile fare diretta esperienza con i nostri cinque sensi. Anche se infatti non ce ne accorgiamo, l’aria ha un suo peso: il peso dell’aria, che può essere più leggera in alcuni luoghi e più pesante in altri, si chiama pressione atmosferica, e può essere misurata con uno strumento chiamato barometro.

Nell’atmosfera che circonda la Terra, la pressione dell’aria non è omogenea: esistono delle zone di alta pressione (e cioè delle zone in cui l’aria pesa di più), e delle zone di bassa pressione, dove l’aria, al contrario, pesa di meno rispetto alle aree circostanti. Le cause che determinano la differenza di pressione dell’aria tra due regioni sono la temperatura e l’altitudine. Per quanto riguarda (1) la temperatura, quando l’aria è più calda tende a dilatarsi e ad aumentare di volume, e quindi a diventare più leggera e a salire verso l’alto: quando accade ciò, ci troviamo in una zona di bassa pressione atmosferica; quando invece l’aria è fredda il suo volume diminuisce e quindi diventa più pesante: in questo caso, ci troviamo in una zona di alta pressione atmosferica, proprio perché l’aria è più densa e pesa di più. Per quanto riguarda (2) l’altitudine, col il suo crescere, la pressione atmosferica diminuisce, perché via via che si sale in altezza l’aria diventa meno densa e più rarefatta.

L’alternarsi di zone di alta e bassa pressione ha come conseguenza lo spostamento di masse d’aria dalle zone di alta pressione a zone di bassa pressione, e quindi dei venti. Per quanto riguarda il vento, è possibile misurare la sua velocità con uno strumento chiamato anemometro. Il vento si forma a causa della differenza di pressione atmosferica tra due masse d’aria vicine: nelle zone di bassa pressione, l’aria calda, più leggera, si sposta verso l’alto, lasciando libero uno spazio che viene occupato da masse d’aria più fredde, provenienti da zone di alta pressione: lo spostamento di questa massa d’aria è ciò che comunemente chiamiamo vento.