Ilmastotrendit ovat ilmakehän malleja, kuten lämpötila, kaasupitoisuudet ja sademäärä. Meteorologit keräävät tietoja ymmärtääkseen historiallisia malleja, verrata niitä meneillään oleviin ja ennustaakseen tulevia sääilmiöitä. Tämä työ sisältää säätietojen analysoinnin huolestuneiden suuntausten tunnistamiseksi, kuten ilmastonmuutokseen viittaavat lämpenemis- ja jäähdytyspiikit. Ilmaston muuttuessa niiden suuntaukset muuttuvat pysyvästi, mikä voi vaikuttaa ympäristöön ja ihmisväestöön.
Tietoa historiallisista ilmastotrendeistä on useita. Yksi on tallennettu data. Monissa maissa tiedot lämpötilasta ja sademäärästä ovat peräisin 20 -luvun alkupuolelta ja joskus jopa aikaisemmin, ja ne tarjoavat konkreettista tietoa säästä. 1950 -luvulta lähtien tieto voi sisältää myös säteilylukemia, kaasupitoisuuksia ja muita tietoja, jotka saattavat kiinnostaa tutkijoita.
Muut asiaan liittyvät tiedot ovat peräisin historiallisista lähteistä. Arktisen ja Etelämantereen jääkerrostumat auttavat tutkijoita tunnistamaan satoja tai tuhansia vuosia sitten esiintyneet hiukkaset tiiviisti pakatun lumen ansiosta, joka voidaan kerätä ydinnäytteenottotekniikalla kerrosten ylläpitämiseksi ja tutkijoiden tutkimiseksi. Tämän avulla tutkijat voivat tunnistaa tulivuorenpurkausten merkkejä ja epätavallista lämpöä tai kylmää sen perusteella, mikä oli pölyttävää ja milloin.
Lisälähteet ilmastotrendeistä ovat hieman odottamattomampia. Tutkijat ovat käyttäneet maalauksia esimerkiksi analysoimalla värin käyttöä, taivaan ulkonäköä ja lumen esiintymistä ja muita kausiluonteisia indikaattoreita saadakseen lisätietoja ilmasto -olosuhteista, kun taideteoksia tuotettiin. Lehdet ja muut henkilökohtaiset ennätykset voivat myös antaa tietoa siitä, millaisia lämpötiloja oli, milloin yleensä satoi, kuinka kauan lumi oli jäljellä jne.
Tämä historiallinen tieto luo perustan, jota tutkijat voivat käyttää tutkimaan ilmastotrendejä. Vuodesta toiseen ilmakehän tiedoissa voi olla suuria vaihteluita; sateet voivat alkaa aikaisin tai myöhään, sää voi olla epätavallisen lämmin tai viileä tai raskas sää, kuten tornadot, saattaa lisääntyä tai laskea. Ajan myötä nämä ilmiöt kuitenkin yleensä keskimäärin poistuvat. Tämän avulla tutkijat voivat tunnistaa epätavallisten tietojen piikkejä, kuten lämpenevä ilmastrendi, joka viittaa lämpötilojen tasaiseen nousuun.
Ilmasto -olosuhteista kiinnostuneet tutkijat soveltavat tutkimustaan mallien kehittämiseen ennustaakseen tulevia ilmastotrendejä. Ennustaminen voi antaa kansakunnille mahdollisuuden suunnitella etukäteen muutoksia, joita ei välttämättä voida välttää. Se voi myös korostaa joidenkin ihmisten toimintojen vaikutuksia ympäristöön, mikä voi tarjota perusteluja sääntelyn lisäämiselle. Esimerkiksi monet tutkijat uskovat, että kasvihuonekaasujen tuotanto teollisen toiminnan kautta edistää ilmaston lämpenemistä, ja suosittelevat tiukempia saastumislakeja tällaisten kaasujen tuotannon ja vapautumisen rajoittamiseksi.