أهم عوامل المناخ تضم الهطل المائي والرطوبة، ودرجة الحرارة والتي لها أثر مباشر على البخر والنتح. ويؤثر دوران الأرض على حركة الرياح وتعاقب الفصول. إن تسجيل البيانات لمختلف العوامل المناخية لفترات طويلة يمكن تحليلها اعتماداً على وسائل الإحصاء والاحتمالات للتنبؤ بمتغيرات الطقس وتجمع البيانات من محطات رصد مجهزة بأجهزة قياسات مختلفة (حالياً الأقمار الصناعية).

1-  درجة الحرارة :Temperature

 درجة الحرارة من العوامل المهمة التي تؤثر على المناخ ودورة الماء وانتقاله وتحوله من صورة لأخرى كما وتؤثر على تفاعلاته المختلفة و من العوامل المؤثرة على درجة الحرارة دوائر العرض والمسطحات المائية، والغطاء النباتي، والتربة، والارتفاع عن سطح البحر، وأثر المدن. تكون درجة حرارة الهواء بالقرب من سطح الأرض أقل منها في المنطقة الواقعة مباشرة أعلى الأشجار وذلك أثناء النهار، أما ليلاً فتعمل الأشجار كأسطح مشعة مما يحجب التربة تحتها من الفاقد الكبير للحرارة، كما ويعمل ظل الأشجار على التخفيض النوعي لأقصى درجة حرارة يومية. ومن المعروف أن درجة الحرارة تقل مع الارتفاع. أما أثر المدن فيتمثل في أن كمية الحرارة المنتجة يوميا من المدن الكبيرة يعادل ثلث الطاقة الشمسية المشعة التي يمكن أن تصل منطقة مماثلة.

 تقاس درجة الحرارة بموازينها والتي توضع في صناديق على ارتفاع 1.25 إلى 1.37 متراً فوق سطح الأرض للحماية من التعرض المباشر لأشعة الشمس والأمطار إن أعلى درجة حرارة تحدث بعد منتصف النهار بحوالي نصف ساعة إلى 3 ساعات وأدناها قبل الشروق، والمتوسط اليومي يساوي المتوسط الحسابي للقراءتين. وتقل درجة الحرارة بمتوسط 6.5 درجة مئوية كل 1000 متر ارتفاع التدرج الحراري كما تقل درجة الحرارة بمعدل 10 درجات مئوية كل 1000 متر ارتفاع بسبب هبوط الضغط للهواء الجاف الأديباتى عندما يتشبع نقل الحرارة بمعدل 5.6 درجة مئوية لكل 1000 متر ارتفاع وتتأثر درجات الحرارة بخط العرض (تزداد عند خط الاستواء)، والتيارات البحرية، وفصول السنة.

 2- الرياح :Wind

نسبة للاختلافات في الضغط الجوي تهب الرياح والتي تعمل على التحرك الأفقي للهواء. وتتحرك الرياح من مناطق الضغط المرتفع متجهة نحو مناطق الضغط المنخفض، وذلك عند غياب العوامل المؤثرة عليها. وتتأثر سرعة الرياح بأي تغيرات تطرأ على الضغط والمعرفة مناطق الضغط يمكن استخدام قانون بز بالوت Buys Ballot الذي ينص على أن منطقة الضغط المنخفض في الجزء الشمالي من الكرة الأرضية تقع شمال المشاهد الواقف موليا ظهره للرياح، وتقع على يمينه في الجزء الجنوبي من الكرة الأرضية، وذلك نتيجة لتأثير دوران الأرض.

 أما قياس الرياح وشدتها فيتم باستخدام مقياس الرياح Anemometer. ويحدد اتجاه الرياح باستخدام دوارة الرياح Wind Vane . ولا بد من تحديد الارتفاع عن سطح البحر عند عمل أي قياس للرياح وذلك نسبة العوامل الاحتكاك الأرضية والمسطحات المائية التي تهب عبرها الرياح.

 3- الرطوبة والرطوبة النسبية والندی Humidity, Relative humidity, & Dew point إن كل غاز يبذل ضغط غاز جزئي من غير أن يتأثر بالغازات الأخرى في أي خليط من الغازات . وبالنسبة للماء يطلق على هذا الضغط الجزئي المبذول بوساطة بخار الماء اضغط بخار الماء أو ضغط البخار. وإذا لزح كل الماء من هواء رطب بداخل وعاء مغلق يصبح ضغط الهواء الجاف أقل من الضغط الكلي للهواء الرطب.

الرطوبة النسبية :

إن أقصى قيمة لبخار الماء الذي يمكن أن يوجد على أي حيز تعتمد على درجة الحرارة، ولا تعتمد (عملياً) على وجود الغازات الأخرى. وعليه فإنه عندما تحجز أقصى كمية من بخار الماء على درجة حرارة معلومة) في حيز معين يصبح هذا الحيز مشبعا به ويطلق على هذا الضغط المبذول بالبخار في الحيز المشبع ضغط البخار المتشبع". وتعرف نسبة ضغط البخار الحقيقي إلى ضغط البخار المتشبع بالرطوبة النسبية Relative humidity . ومن ثم يمكن تعريف الرطوبة النسبية على أنها نسبة محتوى الندى في حيز ما إلى محتوى الندى الذي يمكن أن يحتويه الحيز عند التشبع .

نقطة الندى:

أما درجة الحرارة التي يتشبع عندها الحيز عندما يبرد الهواء تحت ضغط ثابت وضغط بخار ثابت فيطلق عليها نقطة الندى Dew point . وتعرف نقطة الندى أيضا على أنها درجة الحرارة التي يتساوى عندها ضغط البخار المتشبع وضغط البخار الحقيقي (3,30)

قياس الرطوبة:

يستخدم مقياس الرطوبة Psychrometer لتحديد قيمها ويتكون مقياس الرطوبة من مقياسي درجة حرارة، أحدهما نو مستودع مغطى بنسيج نظيف ومشبع بالماء ثم يوضع مقياس درجة الحرارة في منطقة جيدة التهوية. ومن المتوقع أن نقل قراءة الترمومتر الرطب المغطى عن قراءة الترمومتر الجاف بسبب البخر. ويعرف هذا الفرق في القراءتين بالانخفاض في البصيلة الرطبة Wet-bulb depression . وبالمقارنة مع جداول مناسبة يمكن تقدير نقطة

الندى والرطوبة النسبية وضغط البخار (2،3،29،30). ويمكن قياس الرطوبة بإحدى الطرق التالية (3,4)

(1) طريقة وزن البخار ويتم في هذه الطريقة نزع بخار الماء من حجم معين من الهواء ثم وزنه، وذلك بتمرير هواء رطب عبر مجفف حبيبي .desiccant والزيادة الناتجة في وزن المادة المجففة تعبر عن وزن البخار الموجود في الهواء.

(2) طريقة نقطة الندى: يتكون جهاز قياس نقطة الندى من كوب مصقول يحوى سائل طيار (مثل الإيثر Ether) ويتم تبريد سطح الكوب بتمرير تيار من الهواء عبر السائل، ليقوم بدوره بتبريد بخار الماء الملامس للكوب. وعند تكوين نقطة الندى يتكاثف الماء في الكوب. وتسجل درجة الحرارة المقابلة بعمر ترمومتر في السائل. وتؤخذ نقطة الندى على أنها درجة الحرارة المتوسطة بين تلك التي يظهر فيها التكثيف خلال التبريد ودرجة الحرارة التي يختفي فيها التكثيف عندما يتم تدفئة السائل مرة أخرى ومكونات البخار للهواء توجد حينئذ من جداول تعطي وحدة الوزن لبخار الماء المشبع لدرجات حرارة مختلفة.

(3) استخدام جهاز قياس الرطوبة .Psychrometer يتيح هذا الجهاز التحكم في طريقة تهوية مقاس درجة الحرارة.

(4) الهيجرومتر Hygrometer أو (جهاز الألياف المسترطبة التي تمتص الرطوبة من الهواء) ( hygroscopic fibres) تزيد هذه الألياف (مثل الشعر) في طولها بزيادة الرطوبة النسبية، وتنكمش بنقصانها. وبمعايرة متأنية يمكن عمل مجموعة من هذه الألياف ملامسة لذراع مؤشر لتسجيل الرطوبة النسبية.

4- الإشعاع :Radiation

إشعاع الطاقة الحرارية من الشمس هو المصدر الأول للطاقة اللازمة لاستمرار دورة المياه الطبيعية {1،3،29،30). وهذه الطاقة لا يمكن تخزينها لكن يسهل امتصاص بعضها في شكل طاقة حرارية عبر الغلاف الجوي للأرض. ويعتمد هذا الامتصاص للطاقة الحرارية بوساطة الغلاف الجوي على عدة عوامل منها: طول موجة أشعة الطاقة، ومكونات الغلاف الجوي، ودرجة الحرارة، والانعكاسات من وإلى الجزئيات والحبيبات المنتشرة. ويمكن قياس الإشعاع بأجهزة قياسه المختلفة (Actinometer and Radiometer) والتي يمكن تصنيفها على النحو التالي:

- أجهزة قياس الإشعاع المباشرة Pyrheliometer : وتقوم هذه الأجهزة بقياس شدة الإشعاع الشمسي المباشر.

- أجهزة قياس الإشعاع القصير Pyranometer : وتقوم هذه الأجهزة بقياس الإشعاع الشمسي ذو الموجات القصيرة.

- أجهزة قياس الإشعاع الطويل Pyrgeometer : وتقوم هذه الأجهزة بقياس الإشعاع الشمسي ذو الموجات الطويلة.

- أجهزة قياس الإشعاع الكلي Pyrradiometer : وتقوم هذه الأجهزة بقياس كل موجات الإشعاع الشمسي.

- أجهزة قياس الإشعاع الإجمالي Net Pyrradiometer : وتقوم هذه الأجهزة بقياس موجات الإشعاع الشمسي الإجمالية.

5- التكثيف : Condensation

يقود تكثيف بخار الماء في الغلاف الجوي إلى تكوين السحب في غالب الأحيان. وربما أدت هذه السحب إلى هطول الأمطار أهم الأسباب التي تؤدى إلى تكثيف البخر يمكن إدراجها فيما يلي

- التبريد الديناميكي أو التبريد الأديباتي Dynamic or adiabatic cooling : في هذا النوع من التبريد لا تضاف حرارة من مصادر خارجية.

- التبريد باختلاط الكتل الهوائية هنا يحدث خلط لكتلتين من الهواء على درجات حرارة مختلفة.

- التبريد بالتلامس.

- التبريد بالإشعاع.

ويؤدى التبريد بالتلامس والتبريد بالإشعاع إلى حدوث الندى والجليد والثلج والضباب.