สภาพภูมิอากาศเป็นตัวชี้วัดของรูปแบบสภาพอากาศในช่วงระยะเวลาหนึ่งและโดยธรรมชาติแล้วสภาพภูมิอากาศมีการเปลี่ยนแปลงทั้งในระยะยาวและระยะสั้น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศระยะสั้นแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะหรือเป็นระยะที่เกิดขึ้นและนี่เรียกว่า "ความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ" การเปลี่ยนแปลงระยะสั้นเหล่านี้อาจรวมถึงน้ำท่วมความแห้งแล้งการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือรูปแบบสภาพอากาศที่ผันผวนเช่นเอลนีโญหรือลานีญา ในความหมายทั่วไปความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศถือเป็นความเบี่ยงเบนของสถิติสภาพอากาศในช่วงระยะเวลาที่ยาวนาน การระบุและทำความเข้าใจความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญในการจดจำและทำความเข้าใจผลกระทบที่มีต่อมนุษย์
คำว่า "ภูมิอากาศ" เป็นคำที่ใช้อธิบายการผสมผสานของสภาพอุตุนิยมวิทยาโดยเฉลี่ยในที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ในระยะยาว นักวิทยาศาสตร์กำหนดภูมิอากาศของที่ตั้งทางภูมิศาสตร์โดยการรวบรวมสถิติในช่วงเวลาที่ยืดออกซึ่งมักจะเป็นเวลาหลายทศวรรษหรือนานกว่านั้น สถิติดังกล่าวรวมถึงค่าความแปรปรวนและความน่าจะเป็นที่เกี่ยวข้องกับสภาพอุตุนิยมวิทยาเช่นอุณหภูมิความชื้นฝนและลม
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาภูมิอากาศในระยะยาวพวกเขามักจะพบความไม่แน่นอนในสภาพอากาศเมื่อเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ย ตัวอย่างเช่นสภาพอากาศที่เปียกชื้นอาจมีคาถาแห้งหรือแม้กระทั่งภัยแล้งเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของสภาพอากาศ แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงระยะสั้นเหล่านี้จะมีอยู่ในตัว แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าสภาพอากาศเปลี่ยนแปลง แต่พวกเขาเป็นเพียงการเบี่ยงเบนจากสภาพภูมิอากาศที่คุ้นเคยของภูมิภาค นักวิทยาศาสตร์มอบหมายให้คำว่า "ความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ" เพื่อระบุความผิดปกติดังกล่าวซึ่งมักจะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งทศวรรษ
มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้สภาพอากาศแปรปรวนจากบรรทัดฐาน หนึ่งในความแปรปรวนทางธรรมชาติที่แตกต่างที่สุดในสภาพภูมิอากาศเกิดขึ้นกับสถานการณ์เอลนีโญ - ทางใต้ของการสั่น (ENSO) ENSO อธิบายการทำงานร่วมกันของมหาสมุทรแปซิฟิกกับชั้นบรรยากาศสร้างความเบี่ยงเบนของสภาพภูมิอากาศโลก ทุกๆสองสามปีจะมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิพื้นผิวมหาสมุทรและองค์ประกอบทางอุตุนิยมวิทยาอื่น ๆ รอบเส้นศูนย์สูตรแปซิฟิก อุณหภูมิที่เย็นกว่าเป็นลักษณะของ La Niñaและอุณหภูมิที่อุ่นกว่าเป็นสัญลักษณ์ของวัฏจักรของ El Niño อุณหภูมิที่แตกต่างกันก่อให้เกิดความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนในเขตร้อนทำให้เกิดสภาพภูมิอากาศทั่วโลก
การศึกษาความแปรปรวนของสภาพอากาศมีความสำคัญต่อนักวิทยาศาสตร์เพราะผลกระทบต่อผู้คน หากนักวิทยาศาสตร์สามารถระบุรูปแบบหรือมองเห็นผลกระทบต่อสภาพอากาศที่เกิดจากความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศผู้คนมักจะปรับตัวให้ชินกับสภาพอากาศ เพื่อแสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์ได้วางระบบการสังเกตในมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อนที่ช่วยให้การคาดการณ์ของเอลนีโญมีผลกระทบต่อหลายปีก่อนที่พวกเขาจะปรากฏในสภาพภูมิอากาศโลก ข้อมูลนี้สามารถช่วยคำนวณเงื่อนไขที่เกิดขึ้นเช่นพายุที่รุนแรงขึ้นหรือสภาวะภัยแล้งล่วงหน้า
ในทางตรงกันข้ามเมื่อนักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศคนมักจะต้องทนทุกข์ทรมาน ตัวอย่างเช่น Dustbowl ของปี 1930 เชื่อว่าเกิดจากความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิของมหาสมุทรที่อุ่นกว่ามหาสมุทรแอตแลนติกและผลกระทบของ La Niñaในมหาสมุทรแปซิฟิก หากทราบผลกระทบเหล่านี้ล่วงหน้ามากกว่าทศวรรษต่อมานักวิทยาศาสตร์สามารถเตือนเกี่ยวกับผลที่ตามมา
